Karim Aly, CEO of Noze – Interview Series

Karim Aly adalah CEO of Noze, sebuah startup AI Kanada yang telah mengembangkan teknologi terkemuka di dunia untuk mendigitalkan indera penciuman. Ia fokus pada melaksanakan visi perusahaan untuk mengubah perawatan kesehatan dengan memberdayakan mesin untuk memiliki kemampuan mencium.

Sebelum Noze, Karim mendirikan salah satu startup studio pertama di Kanada dalam afiliasi dengan salah satu universitas terbesar di negara tersebut. Pada awal karirnya, ia adalah seorang wirausaha aktif di pasar yang sedang berkembang, telah mendirikan beberapa perusahaan teknologi yang berkembang ke lebih dari 20 negara di Timur Tengah dan Asia Tenggara.

Benih ide untuk olfaksi digital awalnya dikonseptualisasikan pada 2014, apakah Anda bisa membagikan beberapa wawasan dari hari-hari awal tersebut?

Tentu. Ini benar-benar merupakan fungsi dari rasa ingin tahu alami dari pendiri dan CTO kami – Ashok Prabhu Masilamani – di mana ia dipacu untuk memahami mengapa kita telah berhasil mendigitalkan suara (mikrofon), mendigitalkan visi (kamera), dan mendigitalkan sentuhan (haptik), tetapi tidak penciuman. Ketika ia mengupas lapisan-lapisan, ia mulai memahami titik-titik kegagalan kunci yang telah menghalangi kita dalam mengejar penciuman digital. Sebagai seorang ilmuwan karir, pengetahuan ini menjadi landasan visi Ashok untuk sebuah startup baru; satu yang akan mengembangkan platform yang dapat benar-benar membawa persepsi bau ke dunia digital, dan dengan itu, Noze lahir.

Perusahaan menghabiskan enam tahun berikutnya untuk menginovasi dan memperbaiki kerangka kerja persepsi bau digital terkemuka di dunia yang telah memecahkan deteksi dan pelacakan bau di dunia nyata. Sementara teknologi ini jelas memiliki potensi aplikasi di berbagai bidang dari polusi udara hingga penegakan hukum, kita telah memilih untuk fokus menerapkan platform olfaksi digital kita secara eksklusif dalam perawatan kesehatan. Bahkan, kita baru saja mengumumkan $1 juta hibah dari Yayasan Bill & Melinda Gates untuk mengembangkan breathalyzer kesehatan berbasis AI yang dapat mendeteksi penyakit menular seperti Malaria dan Tuberkulosis melalui biomarker bau (Senyawa Organik Volatil) dalam napas. Ini akan menjadi perubahan besar bagi jutaan orang.

Pada 2015, Laboratorium Penerbangan Jet NASA memiliki teknologi yang sesuai dengan visi tim Anda. Apa itu teknologi dan bagaimana tim Anda memperoleh paten tersebut?

Pada 2014, Laboratorium Penerbangan Jet NASA telah mengembangkan teknologi “hidung digital” inovatif untuk mendeteksi uap/gas multiple di kendaraan orbital di luar angkasa. NASA fokus pada menguji kemampuan ini di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS), yang merupakan lingkungan yang jauh lebih berat untuk “mencium” uap dibandingkan dengan di bumi. Kita melihat potensi besar dalam pengetahuan awal mereka, dan oleh karena itu kita memutuskan untuk mempercepat perjalanan kita dengan memperoleh lisensi eksklusif untuk enam paten yang dipegang oleh JPL di ruang hidung digital. Sejak itu, kita telah berevolusi dan memperbaiki teknologi hidung digital JPL dengan menambahkan lapisan propietary dari teknik data aroma dan algoritma AI perceptive, untuk meluncurkan platform persepsi bau digital terkuat di dunia.

Apa saja teknologi pembelajaran mesin yang digunakan untuk menghasilkan sidik jari bau digital yang unik?

Menghasilkan sidik jari bau digital yang dapat ditafsirkan sebenarnya melibatkan lebih dari sekedar pembelajaran mesin. Di Noze, kita menyadari sejak awal bahwa olfaksi digital perlu dilihat sebagai kerangka kerja, satu yang serupa dengan sistem penciuman mamalia. Pada mamalia, bagian depan sistem penciuman adalah array reseptor penciuman yang beragam. Untuk meniru reseptor penciuman ini, kita membangun chip sensor dengan array reseptor kimia yang beragam. Ketika bau diperkenalkan ke reseptor penciuman mamalia, mereka menghasilkan kode neural unik, dan dengan cara yang sama, ketika bau melewati array reseptor kimia kita, mereka menghasilkan sidik jari bau digital yang unik.

Bagian depan sensor dari kerangka kerja olfaksi digital hanya ujung dari gunung es. Ini didukung oleh perpustakaan bau digital yang terkurasi dengan baik dan mesin AI yang peka kimia. Keajaiban terjadi ketika semua bagian bekerja bersama dalam harmoni.

Apakah Anda bisa membahas algoritma yang digunakan untuk menafsirkan sidik jari bau?

Untuk menafsirkan bau, kita harus membuat dataset sidik jari bau digital untuk bau tersebut. Kita menemukan bahwa dataset bau yang dibangun dari chip sensor Noze mengandung informasi semantik kimia yang kaya yang direpresentasikan dalam bentuk manifold. Di dunia penglihatan komputer, menggunakan teknik pembelajaran manifold adalah pendekatan yang populer. Namun, tidak seperti penglihatan komputer yang merupakan domain data yang melimpah, dunia olfaksi digital adalah domain data yang langka. Jadi, kotak alat AI kita menerapkan berbagai pendekatan baru seperti meta-pembelajaran, pembelajaran beberapa contoh, dan pembelajaran manifold pada dataset bau yang kita bangun.

Sidik jari bau digital yang sebenarnya dari bau akan mengandung semua noise latar belakang yang biasanya akan mengganggu interpretasi yang benar. Ini adalah mengapa dataset propietary kita sangat hati-hati dikurasi, dibangun menggunakan kombinasi dari titik data yang merepresentasikan bau latar belakang (noise) serta titik data yang merepresentasikan bau itu sendiri. Ini memungkinkan algoritma AI kita untuk dilatih untuk mengenali dan menolak noise latar belakang, sambil menafsirkan sidik jari bau yang masuk dengan benar.

Apakah Anda bisa membahas platform berbasis cloud Noze dan proses untuk menambahkan bau baru serta seberapa besar perpustakaan sidik jari bau?

Platform IoT berbasis cloud kita menyimpan perpustakaan bau digital dan mesin AI yang peka. Perpustakaan kita terdiri dari dua jenis dataset; satu yang secara aktif direkayasa untuk membuat sidik jari bau untuk bau yang dipilih dan latar belakang, dan satu yang secara pasif dibuat dari sampling terus-menerus yang dilakukan oleh perangkat di lapangan yang mengandung chip sensor kita. Sidik jari bau yang disampling pasif ini dikurasi dan disimpan dalam perpustakaan bau kita sehingga mereka dapat dirujuk kembali dan dicocokkan dengan bau yang platform mungkin pelajari di masa depan. Mengingat bahwa platform kita terhubung ke semua perangkat di lapangan, kita juga telah mengembangkan efek jaringan yang kuat, di mana ada proses pembelajaran kolektif terus-menerus antara perangkat. Dengan kata lain, satu perangkat dapat belajar untuk menafsirkan bau baru dari pengetahuan yang diperoleh pada perangkat yang sama sekali berbeda.

Kita telah membuat keputusan mendasar untuk fokus membangun sidik jari bau yang berkualitas tinggi yang dapat memungkinkan kasus penggunaan yang bermakna. Keyakinan kita adalah bahwa kesuksesan dalam olfaksi digital tidak hanya sekedar permainan angka, tetapi akan ditentukan oleh nilai ekonomi dan sosial yang dapat dibuka dari perpustakaan bau yang mendasarinya. Itu dikatakan, perpustakaan propietary kita saat ini mengandung lebih dari 100 sidik jari bau yang terkurasi dengan baik, didukung oleh hampir 100 juta titik data.

Apa saja kasus penggunaan yang berbeda untuk sidik jari bau digital dalam manufaktur?

Seseorang dapat dengan mudah memulai untuk membayangkan bagaimana hampir semua industri bisa mendapatkan manfaat besar dari pendigitalsian indera penciuman. Dalam manufaktur, ada beberapa kasus penggunaan yang jelas berharga, terutama yang terkait dengan meningkatkan keselamatan dan memastikan kepatuhan terhadap peraturan. Bayangkan dapat mendeteksi kabel yang terbakar di mesin Anda hanya dari bau yang dipancarkan dan sebagai hasilnya memiliki kesempatan untuk menghentikan operasi sebelum kebakaran pecah, atau bayangkan jika Anda bisa terus melacak kumpulan uap produk sampingan untuk mengidentifikasi saat konsentrasi mereka meningkat di atas ambang batas K3 untuk mengosongkan dan mengalirkan area.

Kemampuan unik kita untuk membedakan sinyal bau dari noise latar belakang adalah yang memungkinkan kita untuk menentukan bahwa bau itu sebenarnya berasal dari kabel yang terbakar, dan tidak, misalnya, dari asap rokok atau secangkir kopi panas. Menghindari positif palsu yang dihasilkan dari “bau latar belakang” lainnya sangat penting, dan salah satu tantangan terbesar, untuk mengkomersialkan platform olfaksi digital dengan sukses.

Bagaimana teknologi ini saat ini digunakan dalam industri makanan?

Sementara teknologi kita tidak saat ini digunakan dalam industri makanan, ada banyak aplikasi potensial di seluruh rantai pasokan makanan di mana teknologi ini bisa diterapkan. Sebagai contoh, lihatlah kesegaran makanan. Bagaimana jika kulkas Anda bisa mendeteksi makanan yang ditempatkan di dalamnya dan kemudian memprediksi berapa banyak waktu yang tersisa sebelum masing-masing dari mereka basi? Solusi yang sama ini juga bisa diterapkan pada toko-toko makanan dan restoran, yang bersama dengan rumah-rumah, secara kolektif menyumbang lebih dari 80% makanan yang terbuang setiap tahun – masalah senilai $400 miliar di Amerika Serikat saja.

Dari sudut yang sama sekali berbeda, olfaksi digital juga bisa membantu mengotomatisasi proses memasak dengan melacak aroma hidangan atau resep dari awal hingga akhir untuk menginstruksikan koki (atau mengotomatisasi peralatan) dengan instruksi tentang apa yang harus dilakukan setiap langkahnya. Kita sebenarnya membangun demo di mana kita melatih AI kita pada proses memasak lengkap dada ayam di panggangan dalam ruangan. Kita bisa menginstruksikan pengguna tentang kapan panggangan cukup panas untuk menambahkan ayam, kapan untuk membaliknya, dan kapan untuk mengeluarkannya dari panggangan, untuk mendapatkan dada ayam yang dimasak dengan sempurna.

Satu kasus penggunaan yang menarik adalah dalam mendeteksi virus, apakah Anda bisa menjelaskan bagaimana ini bekerja?

Tubuh manusia memancarkan biomarker bau tertentu, atau Senyawa Organik Volatil (VOC), sebagai respons fisiologis terhadap infeksi. Fenomena ini, bagaimanapun, tidak terbatas hanya pada infeksi virus. VOC ini, yang dapat dipancarkan dari napas atau kulit kita, dapat menunjukkan kehadiran berbagai kondisi klinis atau penyakit. Jika Anda memikirkan tentang “breathalyzer kesehatan” yang dapat, dengan satu napas, mendeteksi Malaria, Tuberkulosis, Diabetes, dan kondisi lainnya pada tahap awal, Anda dapat dengan mudah memahami dampak yang teknologi kita bisa miliki pada kemampuan untuk mengambil tindakan tepat waktu dan meningkatkan hasil pasien. Ini adalah visi yang kita kerjakan saat ini dengan beberapa mitra, termasuk Yayasan Bill & Melinda Gates dan Institut Jantung Montreal, di antara lainnya. Sebagai perusahaan, ini adalah tempat kita menemukan tujuan kita, dan kita tidak bisa lebih bersemangat dengan pekerjaan yang kita lakukan, dan dampak bermakna yang bisa kita miliki.

Apa visi Anda untuk masa depan pengenalan olfaksi digital?

Platform olfaksi digital Noze adalah alat yang kuat yang telah mendigitalkan indera penciuman. Dalam delapan tahun terakhir, kita telah menyempurnakan teknologi ini untuk bekerja di luar lingkungan laboratorium yang terkendali. Kita telah membangun beberapa solusi pendeteksian atau pelacakan bau untuk skenario sehari-hari, di mana solusi kita telah bekerja dengan baik meskipun tantangan yang terkait dengan masing-masing. Hari ini, tujuan kita adalah menerapkan teknologi ini untuk meningkatkan kesehatan manusia ke tingkat yang sama sekali baru. Kita baru saja menyentuh permukaan dalam hal apa yang bisa kita tafsirkan dari volatil yang terus dipancarkan dari napas dan kulit kita. Kita percaya bahwa platform kita bisa secara dramatis mengubah status quo kesehatan dengan mendigitalkan tanda-tanda ini dan mengorelasikannya dengan berbagai kondisi kesehatan. Itu dikatakan, mendeteksi bau dari napas dan kulit manusia tidak tanpa tantangannya. Volatil yang diminati biasanya hadir bersama dengan latar belakang yang mengganggu, termasuk kehadiran VOC eksogen, suhu yang lebih tinggi, dan kelembaban yang mengembun. Masing-masing dari karakteristik ini bisa mempengaruhi akurasi deteksi, yang membuatnya sangat menantang untuk membangun solusi yang dapat diandalkan dan skalabel.

Oleh karena itu, visi kita untuk olfaksi digital selalu jelas: untuk mengirimkan solusi yang skalabel yang bekerja dengan baik dan dapat diandalkan di dunia nyata, bukan hanya di laboratorium. Hanya dengan itu kita bisa benar-benar memungkinkan akses universal ke skrining dan diagnostik yang akan membantu menyelamatkan nyawa dan meningkatkan kesehatan. Dan hari ini, kita berada di ambang menyampaikan itu kepada dunia.