חוקרים מפתחים פלטפורמת AI המשתלבת בגוף, התואמת לשימוש רפואי

קבוצת חוקרים באוניברסיטה הטכנית של דרזדן פיתחה פלטפורמת AI המשתלבת בגוף, המסוגלת לסווג בזמן אמת דפוסים בריאים ופתולוגיים באותות ביולוגיים כגון דופק לב. הפלטפורמה אינה זקוקה לפיקוח רפואי כדי לזהות שינויים רפואיים.

המחקר פורסם בכתב העת Science Advances.

אתגר ה-AI המשותף

בעוד שניתוח נתונים אבחנתיים, כגון ECG, EEG ותמונות רנטגן, יכולים להיעשות עם למידת מכונה כדי לזהות מחלות בשלב מוקדם, עדיין קשה מאוד לשתול AI בגוף האדם. זו הסיבה שהפריצה החדשה מהמדענים של TU Dresden בכיסא של Optoelectronics היא עניין גדול, שכן זו הפעם הראשונה שמערכת כזו הוכיחה הצלחה.

קבוצת המחקר הונהגה על ידי פרופ’ קרל לאו, ד”ר האנס קלמן ומתאו קוצ’י.

הם הציגו גישה חדשה לסיווג בזמן אמת של אותות ביו-בריאים וחולים על בסיס שבב AI ביו-תואם. הקבוצה הסתמכה על רשתות סיבים פולימריות, הדומות מבנית למוח האנושי. אלו הם שמאפשרים את עקרון ה-AI הנוירומורפי של חישוב אגירה.

סיבים פולימריים ורשתות חוזרות

כאשר הסיבים הפולימריים מתוארים בסידור אקראי, זהו “רשת חוזרת”, והיא יכולה לעבד נתונים כמו מוח אנושי. בגלל שהרשתות אינן ליניאריות, אפילו שינויים קטנים מאוד באותות יכולים להתגבר. דוגמה לכך היא דופק הלב, אותו רופאים רבים מתקשים להעריך. משימות כאלה יכולות להיעשות דרך רשת הפולימר בקלות, הודות להמרה הלא-ליניארית.

ה-AI הוכיח את היכולת להבדיל בין דופקי לב בריאים לשלושה אריתמיות נפוצות במהלך ניסויים, והשיגה רמת דיוק של 88%. רשת הפולימר צרכה פחות אנרגיה מאשר קוצב לב.

על פי הקבוצה, יישומים פוטנציאליים למערכת AI משותפת כזו כוללים מעקב אחר אריתמיות לב או סיבוכים לאחר ניתוח. אלו יכולים להיות מדווחים הן לרופאים והן לחולים דרך טלפון חכם, מה שמאפשר סיוע רפואי מהיר.

מתאו קוצ’י הוא סטודנט לדוקטורט ומחבר ראשי של המאמר.

“החזון של שילוב אלקטרוניקה מודרנית עם ביולוגיה התקדם הרבה בשנים האחרונות עם פיתוחן של כזו מוליכים מעורבים אורגניים,” אמר קוצ’י. “עד כה, ההצלחות הוגבלו לרכיבים אלקטרוניים פשוטים כגון סינפסות בודדות או חיישנים. פתרון משימות מורכבות לא היה אפשרי עד כה. במחקר שלנו, עשינו צעד חשוב למימוש החזון הזה. על ידי ניצול כוחה של חישוב נוירומורפי, כגון חישוב אגירה, הצלחנו לא רק לפתור משימות סיווג מורכבות בזמן אמת, אלא גם נוכל לעשות זאת בתוך גוף האדם. גישה זו תאפשר לפתח מערכות אינטליגנטיות נוספות בעתיד, שיוכלו לעזור להציל חיים אנושיים.”