Карим Али, генеральный директор Noze – Интервью-серия

Карим Али является генеральным директором Noze, канадской стартап-компании, разработавшей лучшую в мире технологию для оцифровки обоняния. Он сосредоточен на реализации видения компании по трансформации здравоохранения путем наделения машин способностью чувствовать запах.

До Noze Карим основал одну из первых стартап-студий в Канаде в сотрудничестве с одним из крупнейших университетов страны. Ранее в своей карьере он был активным предпринимателем на развивающихся рынках, основав несколько технологических компаний, которые расширились до более 20 стран на Ближнем Востоке и в Юго-Восточной Азии.

Идея цифрового обоняния была впервые задумана в 2014 году, можете ли вы поделиться некоторыми мыслями из тех ранних дней?

Конечно. Это было действительно функцией естественного любопытства нашего основателя и технического директора – Ашока Прабху Масиламани – где он был движим желанием понять, почему мы успешно оцифровали звук (микрофон), оцифровали зрение (камеру) и оцифровали осязание (хаптику), но не запах. Когда он углубился в эту проблему, он начал понимать ключевые точки неудач, которые сдерживали нас в追求е оцифровки запаха. Как ученый, эти знания стали краеугольным камнем видения Ашока для нового стартапа; того, который разработает платформу, которая может действительно принести восприятие запаха в цифровой мир, и с этим, Noze родилась.

Компания потратила следующие 6 лет на инновации и совершенствование наиболее передовой в мире цифровой платформы восприятия запаха, которая решила проблему обнаружения и отслеживания запаха в реальном мире. Хотя технология явно имеет потенциальные применения в различных областях, от загрязнения воздуха до правоохранительных органов, мы решили сосредоточиться на применении нашей цифровой платформы обоняния исключительно в здравоохранении. На самом деле, мы только что объявили о $1 миллион гранта от Фонда Билла и Мелинды Гейтс на разработку медицинского анализатора дыхания на основе ИИ, который может обнаруживать инфекционные заболевания, такие как малярия и туберкулез, через запаховые биомаркеры (летучие органические соединения) в дыхании. Это будет прорывом для миллионов людей.

В 2015 году лаборатория реактивного движения НАСА имела технологию, соответствующую видению вашей команды. Какая это была технология и как ваша команда получила этот патент?

В 2014 году лаборатория реактивного движения НАСА разработала инновационную технологию “цифрового носа” для обнаружения нескольких паров/газов в космических транспортных средствах. НАСА была сосредоточена на тестировании этой возможности на Международной космической станции (МКС), которая является намного более сложной средой для “обоняния” паров по сравнению с землей. Мы увидели огромный потенциал в их ранних знаниях и решили ускорить наш путь, получив эксклюзивную лицензию на шесть патентов, принадлежащих JPL в области цифрового носа. С тех пор мы радикально эволюционировали и улучшили технологию цифрового носа JPL, добавив проприетарные слои инженерии ароматных данных и алгоритмов ИИ, чтобы запустить наиболее мощную в мире цифровую платформу восприятия запаха.

Какие различные технологии машинного обучения используются для создания уникальной цифровой запаховой карты?

Создание интерпретируемой цифровой запаховой карты на самом деле включает в себя гораздо больше, чем просто машинное обучение. В Noze мы поняли с самого начала, что цифровое обоняние должно рассматриваться как框架, аналогичный обонятельной системе млекопитающих. В млекопитающих передний конец обонятельной системы представляет собой разнообразный массив обонятельных рецепторов. Чтобы имитировать эти обонятельные рецепторы, мы построили сенсорную микросхему с разнообразным массивом химических рецепторов. Когда запах вводится в обонятельные рецепторы млекопитающих, они производят уникальный нейронный код, и аналогичным образом, когда запах проходит над нашим массивом химических рецепторов, он производит уникальную “цифровую запаховую карту”.

Сенсорный передний конец цифрового обонятельного框架 является только верхушкой айсберга. Он поддерживается облачной, хорошо курированной цифровой библиотекой запахов и химически восприимчивым двигателем ИИ. Волшебство происходит, когда все части работают вместе в гармонии.

Можете ли вы обсудить алгоритмы, используемые для интерпретации запаховых карт?

Чтобы интерпретировать запах, нам нужно создать набор данных цифровых запаховых карт для этого запаха. Мы обнаружили, что набор данных запаха, построенный из сенсорной микросхемы Noze, содержит богатую химическую семантическую информацию, представленную в виде многообразий. В мире компьютерного зрения использование методов обучения многообразий является популярным подходом. Однако, в отличие от компьютерного зрения, которое является областью, богатой данными, мир цифрового обоняния является областью, скудной на данные. Поэтому наш инструментарий ИИ применяет различные новые подходы, такие как метаобучение, обучение с несколькими примерами и обучение многообразий на наших специально построенных наборах данных запахов.

Реальная цифровая запаховая карта запаха будет содержать все связанные с этим фоновые шумы, которые обычно мешают правильной интерпретации. Это почему наши проприетарные наборы данных тщательно курируются, построены с помощью комбинации точек данных, представляющих фоновые запахи (шум), а также точек данных, представляющих сам запах. Это позволяет нашим алгоритмам ИИ быть обученными для распознавания и отклонения фоновых шумов, а также для правильной интерпретации входящей запаховой карты.

Можете ли вы обсудить облачную платформу Noze и процесс добавления новых запахов, а также размер библиотеки запаховых карт?

Наша облачная платформа IoT хостит цифровую библиотеку запахов и двигатель ИИ. Наша библиотека состоит из двух типов наборов данных; один, который активно инженерится для создания запаховых карт для выбранных запахов и фонов, и один, который пассивно создается из непрерывной выборки, проводимой устройствами в поле, которые содержат нашу сенсорную микросхему. Эти пассивно отобранные запаховые карты курируются и хранятся в нашей библиотеке запахов, чтобы они могли быть позже обращены и сопоставлены с запахами, которые платформа может узнать в будущем. Поскольку наша платформа подключена ко всем нашим устройствам в поле, мы также разработали мощные сетевые эффекты, где существует непрерывный, коллективный процесс обучения между устройствами. Другими словами, одно устройство может научиться интерпретировать новый запах из знаний, полученных на совершенно другом устройстве.

Мы приняли фундаментальное решение сосредоточиться на построении высококачественных запаховых карт, которые могут обеспечить значимые случаи использования. Наша точка зрения заключается в том, что успех в цифровом обонянии не является просто игрой в числа, а будет основан на экономической и социальной ценности, которую можно разблокировать из лежащей в основе библиотеки запахов. Говоря о этом, наша проприетарная библиотека сегодня содержит более 100 хорошо курированных запаховых карт, поддерживаемых почти 100 миллионами точек данных.

Какие различные случаи использования цифровых запаховых карт в производстве?

Можно легко представить, как почти любая отрасль может получить огромную выгоду от оцифровки обоняния. В производстве есть некоторые явно ценные случаи использования, особенно те, которые связаны с улучшением безопасности и обеспечением соблюдения нормативных требований. Представьте, что вы можете обнаружить горящий провод в вашем оборудовании только по запахам, выделяемым им, и в результате иметь возможность остановить работу до того, как произойдет пожар, или представьте, что вы можете непрерывно отслеживать коллекцию побочных паров, чтобы определить момент, когда их концентрация превышает порог HS&E, чтобы эвакуировать и проветрить область.

Наша уникальная способность различать сигналы запаха от фоновых шумов является тем, что позволяет нам определить, что запах действительно исходит от горящего провода, а не, например, от сигаретного дыма или горячей чашки кофе. Избежание ложных положительных результатов, вызванных другими “фоновыми” запахами, является крайне важным и одной из самых больших проблем для успешной коммерциализации платформы цифрового обоняния.

Как эта технология в настоящее время используется в пищевой промышленности?

Хотя наша технология в настоящее время не используется в пищевой промышленности, есть много потенциальных применений по всей пищевой цепочке поставок, где она могла бы быть развернута. Например, давайте рассмотрим свежесть продуктов. Что, если ваш холодильник мог бы обнаружить, какие продукты были помещены внутрь, и затем предсказать, сколько времени осталось до порчи каждого из них? Это же решение могло бы быть применено и к магазинам, и к ресторанам, которые, вместе с домами, составляют более 80% продуктов, которые выбрасываются каждый год – проблема стоимостью 400 миллиардов долларов в Соединенных Штатах alone.

С совершенно другой стороны, цифровое обоняние также может помочь автоматизировать процесс приготовления, отслеживая аромат блюда или рецепта с начала до конца, чтобы сигнализировать повару (или автоматизировать прибор) с инструкциями о том, что делать на каждом этапе. Мы фактически построили демонстрацию, где мы обучили наш ИИ на полном процессе приготовления куриной грудки на внутреннем гриле. Мы смогли сигнализировать пользователю, когда гриль был достаточно нагрет, чтобы добавить курицу, когда перевернуть ее и когда удалить ее из гриля, чтобы получить идеально приготовленную курицу.

Один из интересных случаев использования – обнаружение вирусов, можете ли вы уточнить, как это работает?

Человеческий организм выделяет определенные запаховые биомаркеры, или летучие органические соединения, в качестве физиологической реакции на инфекцию. Это явление, однако, не ограничивается только вирусной инфекцией. Эти биомаркеры, которые могут быть выделяемы из нашего дыхания или кожи, могут указывать на наличие различных клинических состояний или заболеваний. Если вы подумаете о “медицинском анализаторе дыхания”, который может, с одним вдохом, потенциально обнаружить малярию, туберкулез, диабет и другие состояния на ранних стадиях, вы можете легко оценить влияние, которое наша технология может оказать на возможность принять своевременные меры и улучшить результаты лечения пациентов. Именно это видение мы сейчас реализуем с несколькими партнерами, включая Фонд Билла и Мелинды Гейтс и Институт сердца Монреаля, среди прочих. Как компания, это то, где мы нашли свое чувство цели, и мы не можем быть более взволнованными как работой, которую мы делаем, так и значимым влиянием, которое она может оказать.

Каково ваше видение будущего цифрового обоняния?

Платформа цифрового обоняния Noze является мощным инструментом, который оцифровал обоняние. За последние 8 лет мы усовершенствовали эту технологию, чтобы она работала вне контролируемых лабораторных сред. Мы построили несколько решений для обнаружения или отслеживания запахов для повседневных сценариев, где наши решения работали надежно, несмотря на проблемы, связанные с каждым из них. Сегодня наша цель – применить эту технологию для повышения человеческого здоровья до совершенно нового уровня. Мы едва поцарапали поверхность того, что мы можем интерпретировать из летучих соединений, которые непрерывно выделяются из нашего дыхания и кожи. Мы считаем, что наша платформа может радикально изменить статус-кво в здравоохранении, оцифровывая эти сигналы и коррелируя их присутствие с различными состояниями здоровья. Это говорится, обнаружение запахов из человеческого дыхания и кожи не обходится без проблем. Летучие соединения интереса обычно присутствуют вместе с запутанными фоновыми факторами, включая присутствие экзогенных летучих органических соединений, более высоких температур и конденсирующей влажности. Каждый из этих характеристик может повлиять на точность обнаружения, что делает особенно сложным построение надежного и масштабируемого решения.

Соответственно, наше видение цифрового обоняния всегда было неambiguous: доставить масштабируемое решение, которое работает надежно и надежно в реальном мире, а не только в лаборатории. Только тогда мы можем действительно обеспечить повсеместный доступ к скринингу и диагностике, которые помогут спасти жизни и улучшить здоровье. И сегодня мы находимся на пороге доставки этого миру.