مصاف با کروناویروس به کمک هوش مصنوعی

به گزارش خبرگزاري رسا، ظهور ویروس جدید کرونا جهان را دچار آشفتگی کرده و بسیاری از کشورها با آن دست به گریبان شده‌اند. این ویروس در حالی تمام نقاط دنیا را درگیر کرده که مرگ‌ومیر زیادی را به‌دنبال داشته و بیمارستان‌ها با حجم بالایی از بیماران روبه‌رو هستند. این امر بهانه‌ای شده تا کشورها به استفاده از فناوری هوش مصنوعی و راه‌های نوآورانه روی بیاورند تا با کمک آنها بتوانند نظارت، کنترل و تشخیص موارد ابتلا 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، به‌تازگی به جمع کشورهایی پیوسته که از هوش مصنوعی برای شناسایی ویروس کووید-19 استفاده می‌کنند. در حال حاضر، در دنیا استفاده از سی‌تی‌اسکن قفسه سینه یکی از مطمئن‌ترین راه‌ها برای تشخیص بیماری کرونا تلقی می‌شود و بسیاری از کشورها توانسته‌اند 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 شرکت‌‌های دانش‌بنیان کشورمان ساخته شده و توانسته‌اند از هوش مصنوعی در تشخیص زودهنگام ویروس کرونا بهره ببرند. براساس این سامانه هوشمند، متخصصان قادرند با سی‌تی‌اسکن وجود کروناویروس را در بدن افراد مشکوک شناسایی کنند، این در حالی است که تصاویر تهیه‌شده از قفسه‌ سینه به روش سی‌تی‌اسکن از بهترین و دقیق‌ترین روش‌های غربالگری مبتلایان به کووید-19 محسوب می‌شود، به‌طوری‌که تولیدکنندگان این سیستم هوشمند مدعی شده‌اند در دقت تشخیص، قابل رقابت با نمونه‌های جهانی است.

در ساخت این سامانه هوشمند تشخیصی، گروهی از دانشجویان و فارغ‌التحصیلان دانشگاه صنعتی‌شریف و نیز استادان هوش مصنوعی و رادیولوژی و نیز دانشگاه‌های علوم‌پزشکی تهران، ایران، اصفهان و کرمان مشارکت داشته‌اند. این سیستم هوش مصنوعی با پردازش تصاویر و استفاده از الگوریتم‌های یادگیری عمیق قادر است ناهنجاری‌های اولیه ایجادشده در قفسه سینه را شناسایی کند که به سادگی قابل‌تشخیص نیست و نیز می‌تواند میزان منطقه درگیر با عفونت را به سرعت مشخص کند. این سیستم جزء دقیق‌ترین نمونه‌های موجود محسوب می‌شود که حساسیت‌های بالایی داشته و هم به‌صورت آنلاین و هم آفلاین در تمام مراکز درمانی دنیا خدمت‌رسانی می‌کند. دو روز پیش این سیستم در معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری و با حضور تولیدکنندگان آن رونمایی شد و درواقع، نوعی پزشک از راه‌دور است که احتمال خطای تشخیصی را تا حد قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد و محققان می‌توانند تمام ابعاد ضایعات ریوی را به دقت بررسی کنند که کمک بسیاری به درمان می‌کند. تصاویری که از طریق این سامانه از قفسه سینه بیماران گرفته می‌شود، به‌دقت مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد و بعد از پردازش بخش عفونی‌شده ریه، پزشک اطلاعات بیمار را به دست می‌آورد. این سامانه به طور رایگان در اختیار مراکز درمانی قرار می‌گیرد.

      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 می‌تواند به کنترل این بیماری کمک کند و شمار زیادی را از خطر ابتلا یا حتی مرگ نجات دهد. به این منظور هوش مصنوعی علاوه بر اینکه مقرون‌به‌صرفه‌تر است، سرعت و دقت کار تشخیص را برای محققان بالاتر می‌برد و به آنها کمک می‌کند با تسلط بیشتری شرایط کنونی را مدیریت کنند. به گزارش Forbes، یکی از مهم‌ترین قابلیت‌هایی که هوش مصنوعی دارد، هشدار نسبت به بروز اپیدمی بیماری است، بنابراین محققان با استفاده از این سیستم‌ها می‌توانند زمان کافی برای آماده شدن برای مقابله با شرایط بحرانی در اختیار داشته باشند. به‌عنوان مثال، شرکت جهانی بانک اطلاعاتی هوش مصنوعی (BlueDot) از الگوریتم‌هایی بر پایه هوش مصنوعی، یادگیری ماشینی و پردازش زبان طبیعی برای تجزیه و تحلیل اطلاعات به‌دست‌آمده از منابع مختلف استفاده می‌کنند تا از این طریق راحت‌تر 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 برنامه‌های مسافرتی و مسیرهای پرواز پیش‌بینی کرد احتمال شیوع نوعی بیماری به دیگر کشورهای آسیایی هم وجود دارد. در آینده، هوش مصنوعی حتی قادر است از اطلاعات شبکه‌های اجتماعی برای پیش‌بینی رفتار انسان‌ها و موارد شیوع احتمالی استفاده کند.

      کمک به کشف و توسعه داروها

هوش مصنوعی نه‌تنها در پیش‌بینی وجود اپیدمی در دنیا یا کشورهای مختلف کمک می‌کند، بلکه در تسریع فرآیند شناسایی، توسعه و تولید درمان‌ها و واکسن‌های جدید با سرعتی بیشتر از قبل هم مؤثر است و از مهم‌ترین قابلیت‌هایی که هوش مصنوعی در بحران کرونا می‌تواند داشته باشد، کمک به محققان در کشف درمان‌های جدید برای این ویروس است. کلید موفقیت 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 تناوب‌ها چند ماه به طول می‌انجامد. درواقع، پیش‌بینی ساختار ویروس کرونا توسط هوش مصنوعی ماه‌ها کار آزمایشی دانشمندان را جلو می‌اندازد، به‌طوری‌که محققان با در دست داشتن ژنوم‌های دقیق و نسخه‌های رونوشت متعدد از ویروس می‌توانند به سرعت نسبت به تولید تست‌های تشخیصی معتبر برای ویروس اقدام کنند. محققان با این فناوری موفق به ساخت واکسنی شده‌اند که به سرعت وارد فاز آزمایشی می‌شود. به عنوان مثال، شرکت Insilico Medicine که در حوزه پزشکی فعالیت می‌کند، از سیستم هوش مصنوعی برای شناسایی موفقیت‌آمیز هزاران مولکول برای استفاده در درمان کرونا تنها در چهار روز استفاده کرده است. استارتاپ آمریکایی Moderna با کمک گرفتن از هوش مصنوعی و تسلط بر علم بیوتکنولوژی، در زمانی کمتر از آنچه پیش‌بینی شده بود، موفق به ساخت نمونه‌ای از واکسن کرونا شد که مرحله تست‌های انسانی را پشت سر می‌گذارد و این سرعت عمل را مدیون هوش مصنوعی است.

      کاهش مرگ‌ومیر و بهبود مدیریت بیماری

علاوه‌بر قابلیت‌هایی که برای هوش مصنوعی برشمردیم، می‌توان کمک به مدیریت شیوع کرونا و کاهش مرگ‌ومیرهای ناشی از آن را نیز نام برد. تاکنون هزاران نفر از پرسنل بیمارستانی در چین به این ویروس مبتلا شده‌اند و این سیستم هوشمند، بار سنگینی را که پرستاران و پزشکان از ابتدای شیوع این بیماری در دنیا روی دوش خود گذاشته‌اند، سبک‌تر می‌کند. به عنوان مثال، چینی‌ها از روبات‌هایی برای بررسی‌های تشخیصی سریع‌تر استفاده می‌کند و حتی آمبولانس‌های برخی شهرهای چین مجهز به هوش مصنوعی هستند تا در مواقع اضطراری بتوانند با اطلاع‌رسانی نسبت به ترافیک خیابان‌ها، آمبولانس را سریع‌تر به مقصد برسانند. هوش مصنوعی همچنین به ما یادآوری می‌کند که درصورت ابتلا به کروناویروس چه‌کاری انجام دهیم. در این راستا، چینی‌ها اپلیکیشنی ابداع کرده‌اند که به کنترل افرادی کمک می‌کند که مبتلا به ویروس کرونا بوده و قصد مسافرت با قطار و هواپیما را دارند.

      کمک‌دست چینی‌ها

با توجه به گستره دامنه قابلیت‌های هوش مصنوعی، دانشمندان و محققان بسیار امیدوارند با کمک الگوریتم‌های این سامانه و سیستم هوشمند بتوانند گسترش ویروس کرونا را تحت کنترل درآورند. چین به‌عنوان نخستین کشوری که با ویروس کرونا دست به گریبان شد، سرآمد استفاده از فناوری‌های 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، پیش‌بینی سیر تکاملی شیوع بیماری و تحقیق پیرامون تولید و توسعه واکسن یا درمان این بیماری ویروسی ازجمله قابلیت‌هایی است که چینی‌ها از فناوری‌ هوش مصنوعی بهره‌برداری کرده‌اند. البته استفاده از هوش مصنوعی به معنای عدم نیاز به فاز تست‌های بالینی یا جایگزینی کامل با نیروهای متخصص انسانی نیست، بلکه انسان با کمک این فناوری می‌تواند توانایی‌های خود را افزایش دهد. همچنین چینی‌ها در اوایل شروع ویروس کرونا، از دوربین‌های تشخیص هویت صورت برای شناسایی افراد مبتلا به کرونا استفاده می‌کردند.

      تولید درمان‌های ضدویروسی

شرکت‌های SRI Biosciences و Iktos در پاریس مدتی پیش اعلام کردند با همکاری هم توانسته‌اند 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 خودکار شیمیایی مصنوعی را به‌عنوان بهترین روش برای ساخت یک مولکول دارویی به کار بردند. آنها با این شیوه توانستند در مدت یک تا دو هفته مولکول‌های جدید شبیه دارو را آزمایش کنند. شرکت Iktos هم به تازگی دو پلتفرم نرم‌افزاری بر پایه هوش مصنوعی راه‌اندازی کرده است که به تسریع در کشف دارو و ساخت ترکیبات دارویی کمک می‌کند.

      غربالگری دارویی با همکاری انگلیس و آمریکا

دانشمندان آمریکایی و انگلیسی با کمک فناوری هوش مصنوعی به‌دنبال 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 می‌کنند. این گروه تحقیقاتی مجموعه‌ای از مولکول‌های دارویی را در قالب پروژه‌ای تحقیقاتی جمع‌آوری کرده‌اند تا از آنها برای آزمایش ساختار پروتئینی و تکثیر پروتئین‌های ویروسی برای آزمایش‌های خود استفاده کنند. یکی از همین شرکت‌ها 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 موفق به تولید درمان کروناویروس شد که در حال حاضر مراحل آزمایشگاهی را پشت سر می‌گذراند. یک شرکت آلمانی هم اعلام کرده با کمک پلتفرم هوش مصنوعی خود موفق به تولید دارو و ترکیبات دارویی برای درمان مبتلایان به کووید-19 شده است.

      اولویت‌بندی بیماران حاد کرونایی

شرکت آمریکایی Jvion که به طور تخصصی در زمینه هوش مصنوعی فعالیت می‌کند، با تجزیه و تحلیل داده‌های به‌دست‌آمده از ویروس کووید-19 به بیمارستان‌ها کمک می‌کند تا به‌راحتی بتوانند نسبت به بستری و ترخیص بیماران کرونایی خود اقدام کرده و آن را مدیریت کنند. محققان این شرکت از الگوریتم‌های یادگیری ماشینی برای تعیین ریسک ‌فاکتورهای اجتماعی استفاده می‌کنند 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 می‌تواند افراد سالم جامعه را که در معرض عوامل پرخطر هستند، شناسایی کند. این افراد باید با رعایت توصیه‌های مراقبتی از خود در برابر ویروس کرونا مراقبت کنند و به‌نوعی پیرو سیستم خودمراقبتی باشند. این افراد برای احتیاط باید خود را قرنطینه کرده و از حضور در جامعه خودداری کنند. این راهکار برای افرادی که بیشتر در معرض خطر هستند کاربردی است. برخی از این سیستم‌های هوشمند هوش مصنوعی به طور خودکار دمای بدن افراد را در فضاهای عمومی کنترل می‌کنند، با استفاده از اسکن اشعه ایکس از قفسه سینه سعی دارند کووید-19 را تشخیص دهند و با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشینی هم گسترش ویروس را پیش‌بینی می‌کنند. با این کار، بدون تجمع بیماران در بیمارستان‌ها، می‌توان 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 کیت‌های تشخیصی

کره‌جنوبی و تایوان هم در کنار برخی دیگر از کشورها از هوش مصنوعی برای کاهش گسترش شیوع کووید-19 استفاده کرده‌اند. این فناوری با تسریع فرآیند تولید کیت‌های تشخیصی و ردیابی گسترش این ویروس به محققان کمک می‌کند. سرعت گرفتن فرآیند تجزیه و تحلیل اطلاعات توسط فناوری هوش مصنوعی باعث شد سازمان غذا و داروی کره جنوبی پس از سه هفته بتواند این کیت‌های تشخیصی را تولید کند، این در حالی است که بدون استفاده از هوش مصنوعی فرآیند تولید کیت تشخیصی بین دو تا سه ماه زمان می‌برد. علاوه بر این، روند تأیید نهایی چنین کیت‌هایی معمولا 18 ماه به طول می‌انجامد، اما وزارت رفاه و بهداشت کره جنوبی با کمک هوش مصنوعی توانست کار تأیید این کیت‌ها را تنها در یک هفته به اتمام برساند و آن را برای نمونه‌گیری از بیماران در معرض خطر و مشکوک به کرونا روانه بازار کند./1360/