Искусственный интеллект в борьбе с коронавирусом

Статья обозревателя по искусственному интеллекту американского сайта VentureBeat Хари Джонсона «Как люди используют искусственный интеллект для обнаружения и борьбы с коронавирусом» (Khari Johnson. «How people are using AI to detect and fight the coronavirus»),

* * *

Сводки по распространению коронавируса COVID-19 меняются ежедневно и даже ежечасно. Чрезвычайная ситуация в области общественного здравоохранения уже охватила весь мир: вирус угрожает жизни людей, влияет на бизнес и мешает путешествиям. ОЭСР предупреждает, что коронавирус может привести к сокращению мирового экономического роста в два раза, а Федеральная резервная система готова снизить учетную ставку после того, как фондовый рынок достиг худших начиная с 2008 года показателей за неделю.

Как коронавирус COVID-19 повлияет на нашу повседневную жизнь и работу до сих пор неясно, потому что эта болезнь распространяется по всему миру впервые, но есть предположение, что бороться с вирусом и его экономическим воздействием поможет искусственный интеллект (ИИ).

В докладе Всемирной организации здравоохранения, опубликованном в прошлом месяце, говорится, что ИИ и большие данные являются ключевым решением проблемы с китайской болезнью. Вот некоторые способы, основанные на машинном обучении, которые люди применяют для обнаружения коронавируса или борьбы с ним.

19 февраля датская компания UVD Robots заявила, что заключила соглашение с Sunay Healthcare Supply о продаже своих роботов в Китае. Роботы UVD Robots перемещаются вокруг медицинских учреждений, распространяя ультрафиолетовый свет для дезинфекции помещений, зараженных вирусами или бактериями.

XAG Robot также высаживает в Гуанчжоу десант роботов и беспилотников для распыления дезинфицирующих средств.

Директор лаборатории робототехники Калифорнийского университета в Беркли и создатель DexNet Кен Голдберг предсказывает, что, если коронавирус станет пандемией, это приведет к появлению большего количества роботов в различных сферах нашей жизни.

Роботизированные решения, например для ограничения воздействия вируса на медицинский персонал или персонал сферы услуг в отелях, сегодня внедряются в некоторых местах, но не все произведенные роботы завоёвывают рынок.

Стартап Promobot, который рекламирует себя как производителя робота, обслуживающего бизнес, недавно продемонстрировал свой продукт на Таймс-Сквер. Робот не использует никаких биометрических или температурных датчиков. Он просто задает четыре вопроса на экране, например: «У вас есть кашель?» Чтобы ответить, люди должны коснуться экрана. Репортер Gizmodo, который общался с ботом, назвал его «тупым», но это даже не самое худшее определение: просить людей в разгар вспышки, которая скоро будет объявлена глобальной пандемией, физически касаться экранов — кажется, мягко говоря, контрпродуктивным.

Обнаружение повышенной температуры у людей в общественных местах

Для обнаружения коронавируса ИИ использует камеры, оснащенные тепловыми датчиками.

Больница Сингапура и государственные медицинские учреждения проводят проверку температуры в режиме реального времени, благодаря запуску системы KroniKare, работающей на смартфоне с термодатчиком.

Система искусственного интеллекта, разработанная китайской технической компанией Baidu, оснащена инфракрасным датчиком и искусственным интеллектом для определения температуры тела людей; теперь она используется на железнодорожной станции Цинхэ в Пекине.

Технология Baidu позволяет за счет сочетания компьютерного зрения и инфракрасного излучения определить температуры лба у 200 человек за 1 минуту с точностью 0,5 ºС. Система предупреждает власти, если она обнаруживает человека с температурой выше 37,3 градуса по Цельсию, так как повышенная температура является предвестником коронавируса. Продукция Baidu используется для мониторинга температуры тела на Южном железнодорожном вокзале Пекина и на линии №4 пекинского метро.

В прошлом месяце Shenzhen Micromulticopter заявили о запуске более 100 беспилотных летательных аппаратов в нескольких китайских городах. Дроны способны не только определять температуру, но и распылять дезинфицирующие средства и патрулировать общественные места.

Отслеживание вирусов

Компания BlueDot утверждает, что она предсказала появление высоких показателей пневмонии в Китае за 9 дней до соответствующего заявления Всемирной организации здравоохранения. Компания BlueDot была основана для борьбы с тяжёлым острым респираторным синдромом (ТОРС). Технология BlueDot обрабатывает тексты сотен тысяч источников, новости и публичные заявления о здоровье людей или животных и на основе такой обработки строит свои прогнозы.

Metabiota — компания, которая сотрудничает с министерством обороны США и службами разведки, способна оценить риск распространения болезни. Она строит свои прогнозы на таких факторах, как симптомы болезни, уровень смертности и доступность лечения.

Углублённое обучение для обнаружения коронавируса

В 40-страничном докладе миссии ВОЗ в Китае о первых мерах по борьбе с COVID-19, опубликованном в прошлом месяце, говорится о том, как страна использовала большие данные и искусственный интеллект при сопротивлении болезни. Примеры включают ИИ для отслеживания контактов с целью мониторинга распространения заболеваний и «управления основной категорией населения».

Но ученые, исследователи и медицинские работники начинают создавать и другие формы ИИ.

В воскресенье группа исследователей из больницы Жэньминь Уханьского университета, из компании медицинских технологий ENDOANGEL города Ухань и Китайского университета наук о Земле опубликовала работу по глубокому машинному обучению, которая обнаружила COVID-19 с точностью, по их утверждению, до 95%. Модель обучена на компьютерной томографии 51 пациента с лабораторно подтвержденной пневмонией COVID-19 и более чем 45 000 изображений компьютерной томографии. Модель глубокого обучения показала эффективность, сравнимую с работой опытных рентгенологов, и повысила эффективность их клинической практики.

Исследователи говорят, что модель может уменьшить время подтверждения диагноза после КТ-сканирования на 65%.

Система на основе машинного обучения от компании Infervision обучается на сотнях тысяч компьютерных томографов и внедрена в больнице Чжуннань в городе Ухань для обнаружения коронавируса.

ИИ для прогнозирования выживаемости пациентов с тяжелой формойCOVID-19

Первые результаты использования искусственным интеллектом клинических данных в больнице Тунцзи в Ухане, опубликованные в новой статье на medrxiv, показывают, что новая система способна предсказывать выживаемость зараженных пациентов с точностью более 90%.

Работа была выполнена исследователями из школы искусственного интеллекта и автоматизации, а также других кафедр университета науки и техники Хуачжун в Китае.

Авторы статьи говорят, что оценка выживаемости больных коронавирусом сегодня может основываться на более чем 300 лабораторных или клинических результатах, но их подход учитывает только результаты, связанные с молочной дегидрогеназой (ЛДГ), лимфоцитами и высокочувствительным с-реактивным белком (hsCRP).

В другой работе «Глубокое обучение для скрининга коронавируса», опубликованной в прошлом месяце на arXiv сотрудниками, работающими с китайским правительством, рассказывается о том, что научная разработка использует несколько моделей свёрточной нейронной сети для классификации наборов данных, полученных через изображения КТ и вычисления вероятности заражения COVID-19. В предварительных результатах они утверждают, что модель способна предсказать разницу между COVID-19, гриппом, вирусной пневмонией и здоровыми случаями с точностью в 86,7%.

Для глубокого обучения модели используется компьютерная томография пациентов с гриппом, COVID-19 и здоровых людей из трех больниц в городе Ухань, включая 219 результатов КТ от 110 пациентов с COVID-19.

Поскольку вспышка распространяется быстро, те, кто находится на передовой борьбы с вирусом, нуждаются в инструментах, которые помогут им идентифицировать и лечить пострадавших людей с такой же скоростью. Инструменты тоже должны быть точными. Неудивительно, что для диагностики и предупреждения коронавируса отдельные компании уже предоставляют решения на базе искусственного интеллекта, и почти наверняка еще больше таких решений появится у государства и частного сектора.

Перевод Владимира Киберова