باحثون يطورون منصة ذكاء اصطناعي قابلة للزرع متوافقة حيويا

فريق من الباحثين في جامعة Technische Universität Dresden طور منصة ذكاء اصطناعي قابلة للزرع متوافقة حيويا وقادرة على تصنيف الأنماط الصحية والممرضة في الوقت الفعلي في الإشارات البيولوجية مثل ضربات القلب. لا تحتاج المنصة إلى إشراف طبي لاكتشاف التغييرات الطبية.

نشر البحث في مجلة Science Advances.

تحدي الذكاء الاصطناعي القابل للزرع

في حين يمكن تحليل بيانات التشخيص مثل تخطيط القلب والدماغ والصور الأشعة السينية باستخدام التعلم الآلي لاكتشاف الأمراض في وقت مبكر، ما زال من الصعب جدا غرس الذكاء الاصطناعي في الجسم البشري. هذا هو السبب في أن التقدم الجديد من علماء TU Dresden في كرسي الضوئيات هو أمر كبير، لأنه للمرة الأولى أظهر نظام مثل هذا نجاحا.

قاد فريق البحث البروفيسور كارل ليو والدكتور هانس كليمان وماتيو كوتشي.

قدموا نهجا جديدا لتصنيف الوقت الفعلي للإشارات البيولوجية الصحية والمريضة dựa على شريحة ذكاء اصطناعي متوافقة حيويا. اعتمد الفريق على شبكات الألياف البوليمرية التي تشبه بنية الدماغ البشري. هذه هي ما يمكّن مبدأ الحوسبة الشبيهة بالدماغ.

ألياف البوليمر والشبكات المتكررة

عندما يتم تشكيل الألياف البوليمرية في ترتيب عشوائي، يُطلق عليه “شبكة متكررة”، ويمكنها معالجة البيانات مثل الدماغ البشري. بسبب أن الشبكات غير خطية، يمكن تعزيز حتى التغييرات الصغيرة جدا في الإشارات. مثال على ذلك هو ضربات القلب، التي يجد الأطباء صعوبة في تقييمها. يمكن إنجاز مهام مثل هذه بسهولة من خلال شبكة البوليمر بفضل التحويل غير الخطي.

أظهر الذكاء الاصطناعي قدرة على التمييز بين ضربات القلب الصحية وثلاثة أنواع من الرجفان في التجارب، وبلغ معدل دقته 88٪. استهلكت شبكة البوليمر طاقة أقل من جهاز محفز القلب.

وفقا للفريق، تشمل التطبيقات المحتملة لنظام الذكاء الاصطناعي القابل للزرع مراقبة الرجفان القلبي أو المضاعفات بعد الجراحة. يمكن الإبلاغ عنها إلى الأطباء والمرضى من خلال هاتف ذكي، مما يتيح المساعدة الطبية السريعة.

ماتيو كوتشي هو طالب دكتوراه ومؤلف رئيسي للورقة.

“لقد جاءت رؤية دمج الإلكترونيات الحديثة مع البيولوجيا بعيدا في السنوات الأخيرة مع تطوير ما يسمى الموصلات المختلطة العضوية”، قال كوتشي. “然而، حتى الآن، كانت النجاحات محدودة للمكونات الإلكترونية البسيطة مثل Συνапس أو مستشعرات. لم يكن حل المهام المعقدة ممكنا حتى الآن. في بحثنا، قمنا بخطوة حاسمة نحو تحقيق هذه الرؤية. باستخدام قوة الحوسبة الشبيهة بالدماغ، مثل الحوسبة المستودعة المستخدمة هنا، نجحنا في حل مهام التصنيف المعقدة في الوقت الفعلي وربما سنتمكن من القيام بذلك داخل الجسم البشري. سوف يتيح هذا النهج تطوير أنظمة ذكية أخرى في المستقبل التي يمكن أن تساعد في إنقاذ الأرواح البشرية.”