Karim Aly, CEO of Noze – Wawancara Seri

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

Sebelum bergabung dengan Noze, Karim mendirikan salah satu studio startup 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 hingga lebih dari 20 negara di Timur Tengah dan Asia Tenggara.

Apa yang memicu ide untuk digital olfaction pada awalnya, bisa Anda berbagi beberapa wawasan dari hari-hari awal tersebut?

Tentu saja. Ini sebenarnya merupakan fungsi dari rasa ingin tahu alami dari pendiri dan CTO kami – Ashok Prabhu Masilamani – di mana ia memiliki dorongan untuk memahami mengapa kita telah berhasil mendigitalkan suara (mikrofon), mendigitalkan penglihatan (kamera), dan mendigitalkan sentuhan (haptik), tetapi tidak penciuman. Ketika ia mempelajari lebih lanjut, ia mulai memahami titik kegagalan kunci yang telah menghambat kita dalam upaya mendigitalkan penciuman. 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 kemudian menghabiskan 6 tahun berinovasi dan memperbaiki kerangka kerja persepsi bau digital paling maju di dunia yang telah menyelesaikan deteksi dan pelacakan bau di dunia nyata. Meskipun teknologi ini jelas memiliki aplikasi potensial di berbagai bidang dari polusi udara hingga penegakan hukum, kita telah memilih untuk fokus menerapkan platform olfaction digital kita secara eksklusif dalam layanan 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, NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) memiliki teknologi yang sesuai dengan visi tim Anda. Apa teknologi itu dan bagaimana tim Anda memperoleh paten tersebut?

Pada 2014, NASA’s Jet Propulsion Laboratory telah mengembangkan teknologi “hidung digital” inovatif untuk mendeteksi banyak uap/gas di kendaraan orbital di luar angkasa. NASA fokus pada menguji kemampuan ini di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS), yang merupakan lingkungan yang jauh lebih sulit untuk “mencium” uap dibandingkan dengan di Bumi. Kita melihat potensi besar dalam penemuan awal mereka, dan kemudian kita memutuskan untuk mempercepat perjalanan kita dengan memperoleh lisensi eksklusif untuk enam paten yang dimiliki 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 perceptif, untuk meluncurkan platform persepsi bau digital paling kuat di dunia.

Apa 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 sekadar pembelajaran mesin. Di Noze, kita menyadari sejak awal bahwa olfaction 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, itu menghasilkan sidik jari bau digital yang unik.

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

Bisakah Anda membahas algoritma yang digunakan untuk menafsirkan sidik jari bau?

Untuk menafsirkan bau, kita harus membuat dataset sidik jari bau 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 olfaction digital adalah domain data yang langka. Jadi, kotak alat AI kita menerapkan berbagai pendekatan baru seperti meta-pembelajaran, few-shot learning, dan pembelajaran manifold pada dataset bau yang kita bangun.

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

Bisakah Anda membahas platform cloud-based Noze dan proses untuk menambahkan bau baru dan seberapa besar perpustakaan sidik jari bau?

Platform IoT cloud-based kita menyimpan perpustakaan bau digital dan mesin AI perceptif. Perpustakaan kita terdiri dari dua jenis dataset; satu yang secara aktif direkayasa untuk membuat sidik jari bau untuk bau yang dipilih dan latar, dan satu yang dibangun secara pasif dari sampling terus-menerus yang dilakukan oleh perangkat di lapangan yang mengandung chip sensor kita. Sidik jari bau yang disampling secara pasif ini dikurasi dan disimpan dalam perpustakaan bau kita sehingga dapat dirujuk kembali dan dicocokkan dengan bau yang mungkin dipelajari platform kita di masa depan. Karena 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 fundamental untuk fokus membangun sidik jari bau yang berkualitas tinggi yang dapat memungkinkan penggunaan yang bermakna. Keyakinan kita adalah bahwa kesuksesan dalam olfaction digital tidak hanya merupakan permainan angka, tetapi akan ditambatkan pada 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 dikurasi dengan baik, didukung oleh hampir 100 juta poin data.

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

Seseorang dapat dengan mudah membayangkan bagaimana hampir semua industri dapat memperoleh manfaat besar dari pendigitalsan indera penciuman. Dalam manufaktur, ada beberapa kasus penggunaan yang 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 dilepaskan dan sebagai hasilnya memiliki kesempatan untuk menghentikan operasi sebelum kebakaran pecah, atau bayangkan jika Anda bisa terus melacak kumpulan uap sampingan untuk mengidentifikasi saat konsentrasi mereka meningkat di atas ambang batas HS&E untuk mengosongkan dan mengalirkan area.

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

Bagaimana teknologi ini saat ini digunakan dalam industri makanan?

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

Dari sudut yang berbeda, olfaction digital juga dapat membantu mengotomatisasi proses memasak dengan melacak aroma hidangan atau resep dari awal hingga akhir untuk memberi petunjuk kepada 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 dada ayam di panggangan dalam ruangan. Kita dapat memberi petunjuk kepada pengguna tentang kapan grill sudah cukup panas untuk menambahkan ayam, kapan untuk membaliknya, dan kapan untuk mengeluarkannya dari grill, untuk menghasilkan dada ayam yang dimasak dengan sempurna.

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

Tubuh manusia mengeluarkan biomarker bau tertentu, atau Senyawa Organik Volatil (VOC), sebagai respons fisiologis terhadap infeksi. Fenomena ini tidak terbatas pada infeksi virus saja. VOC ini, yang dapat dikeluarkan 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 menghargai dampak yang teknologi kita dapat 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 yang signifikan yang dapat kita miliki.

Apa visi Anda untuk masa depan pengenalan olfaction digital?

Platform olfaction digital Noze adalah alat yang kuat yang telah mendigitalkan indera penciuman. Dalam 8 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 robust 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 dari apa yang dapat kita tafsirkan dari volatil yang terus-menerus dikeluarkan dari napas dan kulit kita. Kita percaya bahwa platform kita dapat secara dramatis mengubah status quo kesehatan dengan mendigitalkan tanda-tanda ini dan menghubungkannya dengan berbagai kondisi kesehatan. Itu dikatakan, mendeteksi bau dari napas dan kulit manusia tidak tanpa tantangan. Volatil yang menarik perhatian biasanya hadir bersama dengan latar belakang yang membingungkan, termasuk kehadiran VOC eksogen, suhu yang lebih tinggi, dan kelembaban yang mengembun. Masing-masing karakteristik ini dapat mempengaruhi akurasi deteksi, yang membuatnya sangat menantang untuk membangun solusi yang andal dan scalable.

Sehubungan dengan itu, visi kita untuk olfaction digital telah jelas: untuk menghadirkan solusi yang scalable yang bekerja dengan robust dan andal di dunia nyata, bukan hanya di laboratorium. Hanya kemudian kita dapat 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.