مصاف با کروناویروس به کمک هوش مصنوعی

به گزارش شیوا مارکت، به گزارش خبرنگاران، روزنامه فرهیختگان نوشت: ظهور ویروس جدید کرونا دنیا را دچار آشفتگی کرده و بسکمک از کشورها با آن دست به گریبان شده اند. این ویروس در حالی تمام نقاط دنیا را درگیر کرده که مرگ ومیر زیادی را به دنبال داشته و بیمارستان ها با حجم بالایی از بیماران روبه رو هستند. این امر بهانه ای شده تا کشورها به استفاده از فناوری هوش مصنوعی و راه های نوآورانه روی بیاورند تا با کمک آنها بتوانند نظارت، کنترل و تشخیص موارد ابتلاء را با سرعت و دقت بالاتری انجام دهند.

نخستین سامانه هوشمند ایرانی تشخیص کرونا

کشور ما هم از این امر مستثنی نیست و همگام با دنیا، به تازگی به جمع کشورهایی پیوسته که از هوش مصنوعی برای شناسایی ویروس کووید -19 استفاده می کنند. در حال حاضر، در دنیا استفاده از سی تی اسکن قفسه سینه یکی از مطمئن ترین راه ها برای تشخیص بیماری کرونا تلقی می شود و بسکمک از کشورها توانسته اند با کمک فناوری هوش مصنوعی، این کار را انجام دهند و با سرعت بیشتری افراد مشکوک به این ویروس را شناسایی کنند. سامانه هوشمند تشخیص پاندمی کووید -19، فناوری نوینی است که توسط شرکت های دانش بنیان کشورمان ساخته شده و توانسته اند از هوش مصنوعی در تشخیص زودهنگام ویروس کرونا بهره ببرند. براساس این سامانه هوشمند، متخصصان قادرند با سی تی اسکن وجود کروناویروس را در بدن افراد مشکوک شناسایی کنند، این در حالی است که تصاویر تهیه شده از قفسه سینه به روش سی تی اسکن از بهترین و دقیق ترین روش های غربالگری مبتلایان به کووید -19 محسوب می شود، به طوری که تولیدکنندگان این سیستم هوشمند مدعی شده اند در دقت تشخیص، قابل رقابت با نمونه های دنیای است.

در ساخت این سامانه هوشمند تشخیصی، گروهی از دانشجویان و فارغ التحصیلان دانشگاه صنعتی شریف و نیز استادان هوش مصنوعی و رادیولوژی و نیز دانشگاه های علوم پزشکی تهران، ایران، اصفهان و کرمان مشارکت داشته اند. این سیستم هوش مصنوعی با پردازش تصاویر و استفاده از الگوریتم های یادگیری عمیق قادر است ناهنجاری های اولیه ایجادشده در قفسه سینه را شناسایی کند که به سادگی قابل تشخیص نیست و نیز می تواند میزان منطقه درگیر با عفونت را به سرعت تعیین کند. این سیستم جز دقیق ترین نمونه های موجود محسوب می شود که حساسیت های بالایی داشته و هم به صورت آنلاین و هم آفلاین در تمام مراکز درمانی دنیا خدمت رسانی می کند. دو روز پیش این سیستم در معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری و با حضور تولیدکنندگان آن رونمایی شد و درواقع، نوعی پزشک از راه دور است که احتمال خطای تشخیصی را تا حد قابل ملاحظه ای کاهش می دهد و محققان می توانند تمام ابعاد ضایعات ریوی را به دقت بررسی کنند که کمک بسکمک به درمان می کند. تصاویری که از طریق این سامانه از قفسه سینه بیماران گرفته می شود، به دقت مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد و بعد از پردازش بخش عفونی شده ریه، پزشک اطلاعات بیمار را به دست می آورد. این سامانه به طور رایگان در اختیار مراکز درمانی قرار می گیرد.

تشخیص اپیدمی بیماری

با توجه به رشد سریع ویروس کرونا و گسترش آن بین افراد، تشخیص سریع آن در افراد مشکوک یا در معرض خطر تا حد زیادی می تواند به کنترل این بیماری کمک کند و شمار زیادی را از خطر ابتلاء یا حتی مرگ نجات دهد. به این منظور هوش مصنوعی علاوه بر اینکه مقرون به صرفه تر است، سرعت و دقت کار تشخیص را برای محققان بالاتر می برد و به آنها کمک می کند با تسلط بیشتری شرایط کنونی را مدیریت کنند. به گزارش Forbes، یکی از مهم ترین قابلیت هایی که هوش مصنوعی دارد، هشدار نسبت به بروز اپیدمی بیماری است، بنابراین محققان با استفاده از این سیستم ها می توانند زمان کافی برای آماده شدن برای مقابله با شرایط بحرانی در اختیار داشته باشند. به عنوان مثال، شرکت دنیای بانک اطلاعاتی هوش مصنوعی (BlueDot) از الگوریتم هایی بر پایه هوش مصنوعی، یادگیری ماشینی و پردازش زبان طبیعی برای تجزیه و تحلیل اطلاعات به دست آمده از منابع مختلف استفاده می کنند تا از این طریق راحت تر بتوانند صدها بیماری عفونی را ردیابی و کنترل کنند. 31 دسامبر 2019 بود که این شرکت کانادایی به مشتریان خود هشدار داد از سفر به ووهان چین خودداری کنند. مدتی بعد هم این شرکت با تجزیه و تحلیل برنامه های مسافرتی و مسیرهای پرواز پیش بینی کرد احتمال شیوع نوعی بیماری به دیگر کشورهای آسیایی هم وجود دارد. در آینده، هوش مصنوعی حتی قادر است از اطلاعات شبکه های اجتماعی برای پیش بینی رفتار انسان ها و موارد شیوع احتمالی استفاده کند.

کمک به کشف و توسعه داروها

هوش مصنوعی نه تنها در پیش بینی وجود اپیدمی در دنیا یا کشورهای مختلف کمک می کند، بلکه در تسریع فرآیند شناسایی، توسعه و تولید درمان ها و واکسن های جدید با سرعتی بیشتر از قبل هم مؤثر است و از مهم ترین قابلیت هایی که هوش مصنوعی در بحران کرونا می تواند داشته باشد، کمک به محققان در کشف درمان های جدید برای این ویروس است. کلید پیروزیت در تولید یک واکسن، بازسازی سریع و مؤثر تناوب ژنوم ویروس و ساخت یک نسخه رونوشت از ویروس است. دانشمندان چینی با کمک هوش مصنوعی تنها در طول یک ماه توانستند تناوب ژنومی ویروس کرونا را رونویسی کنند؛ این در حالی است که در شرایط عادی، رونوشت این تناوب ها چند ماه به طول می انجامد. درواقع، پیش بینی ساختار ویروس کرونا توسط هوش مصنوعی ماه ها کار آزمایشی دانشمندان را جلو می اندازد، به طوری که محققان با در دست داشتن ژنوم های دقیق و نسخه های رونوشت متعدد از ویروس می توانند به سرعت نسبت به تولید تست های تشخیصی معتبر برای ویروس اقدام کنند. محققان با این فناوری پیروز به ساخت واکسنی شده اند که به سرعت وارد فاز آزمایشی می شود. به عنوان مثال، شرکت Insilico Medicine که در حوزه پزشکی فعالیت می کند، از سیستم هوش مصنوعی برای شناسایی پیروزیت آمیز هزاران مولکول برای استفاده در درمان کرونا تنها در چهار روز استفاده کرده است. استارتاپ آمریکایی Moderna با کمک دریافت از هوش مصنوعی و تسلط بر علم بیوتکنولوژی، در زمانی کمتر از آنچه پیش بینی شده بود، پیروز به ساخت نمونه ای از واکسن کرونا شد که مرحله تست های انسانی را پشت سر می گذارد و این سرعت عمل را مدیون هوش مصنوعی است.

کاهش مرگ ومیر و بهبود مدیریت بیماری

علاوه بر قابلیت هایی که برای هوش مصنوعی برشمردیم، می توان کمک به مدیریت شیوع کرونا و کاهش مرگ ومیرهای ناشی از آن را نیز نام برد. تا به امروز هزاران نفر از پرسنل بیمارستانی در چین به این ویروس مبتلا شده اند و این سیستم هوشمند، بار سنگینی را که پرستاران و پزشکان از ابتدای شیوع این بیماری در دنیا روی دوش خود گذاشته اند، سبک تر می کند. به عنوان مثال، چینی ها از روبات هایی برای بررسی های تشخیصی سریع تر استفاده می کند و حتی آمبولانس های برخی شهرهای چین مجهز به هوش مصنوعی هستند تا در مواقع اضطراری بتوانند با اطلاع رسانی نسبت به ترافیک خیابان ها، آمبولانس را سریع تر به مقصد برسانند. هوش مصنوعی همچنین به ما یادآوری می کند که درصورت ابتلاء به کروناویروس چه کاری انجام دهیم. در این راستا، چینی ها اپلیکیشنی ابداع کرده اند که به کنترل افرادی کمک می کند که مبتلا به ویروس کرونا بوده و قصد مسافرت با قطار و هواپیما را دارند.

کمک دست چینی ها

با توجه به گستره دامنه قابلیت های هوش مصنوعی، دانشمندان و محققان بسیار امیدوارند با کمک الگوریتم های این سامانه و سیستم هوشمند بتوانند گسترش ویروس کرونا را تحت کنترل درآورند. چین به عنوان نخستین کشوری که با ویروس کرونا دست به گریبان شد، سرآمد استفاده از فناوری های هوشمند و پیشرفته در کنترل و مدیریت این بیماری ویروسی در دنیا است و تلاش کرده از آن به نفع خود استفاده کند. محدود کردن حرکت جمعیتی، پیش بینی سیر تکاملی شیوع بیماری و تحقیق پیرامون تولید و توسعه واکسن یا درمان این بیماری ویروسی ازجمله قابلیت هایی است که چینی ها از فناوری هوش مصنوعی بهره برداری کرده اند. البته استفاده از هوش مصنوعی به معنای عدم نیاز به فاز تست های بالینی یا جایگزینی کامل با نیروهای متخصص انسانی نیست، بلکه انسان با کمک این فناوری می تواند توانایی های خود را افزایش دهد. همچنین چینی ها در اوایل آغاز ویروس کرونا، از دوربین های تشخیص هویت صورت برای شناسایی افراد مبتلا به کرونا استفاده می کردند.

تولید درمان های ضدویروسی

شرکت های SRI Biosciences و Iktos در پاریس مدتی پیش اعلام کردند با همکاری هم توانسته اند داروی جدید ضدویروسی تهیه کنند. آنها از مدل یادگیری عمیق بر پایه هوش مصنوعی برای طراحی ساختارهای مولکولی استفاده کردند. محققان در این روش پلتفرم اتوماتیک شیمیایی مصنوعی را به عنوان بهترین روش برای ساخت یک مولکول دارویی به کار بردند. آنها با این شیوه توانستند در مدت یک تا دو هفته مولکول های جدید شبیه دارو را آزمایش کنند. شرکت Iktos هم به تازگی دو پلتفرم نرم افزاری بر پایه هوش مصنوعی راه اندازی کرده است که به تسریع در کشف دارو و ساخت ترکیبات دارویی کمک می کند.

غربالگری دارویی با همکاری انگلیس و آمریکا

دانشمندان آمریکایی و انگلیسی با کمک فناوری هوش مصنوعی به دنبال درمانی برای بیماری کرونا هستند. شرکت انگلیسی Exscientia با همکاری مؤسسه تحقیقاتی Calibr آمریکا و شرکت غیرانتفاعی Diamond Light Source از پلتفرم دارویی هوش مصنوعی برای آزمایش مجموعه 15 هزار درمان بالقوه برای بیماری کرونا استفاده می کنند. این گروه تحقیقاتی مجموعه ای از مولکول های دارویی را در قالب پروژه ای تحقیقاتی جمع آوری کرده اند تا از آنها برای آزمایش ساختار پروتئینی و تکثیر پروتئین های ویروسی برای آزمایش های خود استفاده کنند. یکی از همین شرکت ها مدتی بعد از شیوع ویروس کرونا مطالعه روی تولید داروی این بیماری را آغاز کرد. به گزارش labiotech، شرکت Cambridge در ماه گذشته میلادی با استفاده از هوش مصنوعی پیروز به تولید درمان کروناویروس شد که در حال حاضر مراحل آزمایشگاهی را پشت سر می گذراند. یک شرکت آلمانی هم اعلام کرده با کمک پلتفرم هوش مصنوعی خود پیروز به تولید دارو و ترکیبات دارویی برای درمان مبتلایان به کووید -19 شده است.

اولویت بندی بیماران حاد کرونایی

شرکت آمریکایی Jvion که به طور تخصصی در زمینه هوش مصنوعی فعالیت می کند، با تجزیه و تحلیل داده های به دست آمده از ویروس کووید -19 به بیمارستان ها کمک می کند تا به راحتی بتوانند نسبت به بستری و ترخیص بیماران کرونایی خود اقدام کرده و آن را مدیریت کنند. محققان این شرکت از الگوریتم های یادگیری ماشینی برای معین ریسک فاکتورهای اجتماعی استفاده می کنند که ممکن است افراد در معرض تماس با آنها باشند و در نهایت سر و کارشان را به بیمارستان و بستری شدن بکشانند. به گزارش Thenextweb، هوش مصنوعی می تواند افراد سالم جامعه را که در معرض عوامل پرخطر هستند، شناسایی کند. این افراد باید با رعایت توصیه های مراقبتی از خود در برابر ویروس کرونا مراقبت کنند و به نوعی پیرو سیستم خودمراقبتی باشند. این افراد برای احتیاط باید خود را قرنطینه کرده و از حضور در جامعه خودداری کنند. این راه چاره برای افرادی که بیشتر در معرض خطر هستند کاربردی است. برخی از این سیستم های هوشمند هوش مصنوعی به طور اتوماتیک دمای بدن افراد را در فضاهای عمومی کنترل می کنند، با استفاده از اسکن اشعه ایکس از قفسه سینه سعی دارند کووید -19 را تشخیص دهند و با استفاده از الگوریتم های یادگیری ماشینی هم گسترش ویروس را پیش بینی می کنند. با این کار، بدون تجمع بیماران در بیمارستان ها، می توان شمار زیادی از افراد مبتلا و در معرض خطر را شناسایی و نسبت به علائمی که دارند، اقدام به بستری شدن آنها در بیمارستان کرد.

تسریع تولید کیت های تشخیصی

کره جنوبی و تایوان هم در کنار برخی دیگر از کشورها از هوش مصنوعی برای کاهش گسترش شیوع کووید -19 استفاده کرده اند. این فناوری با تسریع فرآیند تولید کیت های تشخیصی و ردیابی گسترش این ویروس به محققان کمک می کند. سرعت دریافت فرآیند تجزیه و تحلیل اطلاعات توسط فناوری هوش مصنوعی باعث شد سازمان غذا و داروی کره جنوبی پس از سه هفته بتواند این کیت های تشخیصی را تولید کند، این در حالی است که بدون استفاده از هوش مصنوعی فرآیند تولید کیت تشخیصی بین دو تا سه ماه زمان می برد. علاوه بر این، فرایند تأیید نهایی چنین کیت هایی معمولاً 18 ماه به طول می انجامد، اما وزارت رفاه و بهداشت کره جنوبی با کمک هوش مصنوعی توانست کار تأیید این کیت ها را تنها در یک هفته به اتمام برساند و آن را برای نمونه گیری از بیماران در معرض خطر و مشکوک به کرونا روانه بازار کند.