Ogaanshaha Xanuunada Caafimaadka Maskaxda Iyadoo loo marayo Qiimaynta Muujinta Wejiga AI

Cilmi-baarayaal u dhashay dalka Jarmalka ayaa soo saaray hab lagu garto xanuunnada dhimirka ee ku saleysan wejiga oo lagu fasiro aragga kombuyuutarka.

Habka cusubi ma kala saari karo oo keliya maadooyinka aan la taaban iyo kuwa ay saameeyeen, laakiin sidoo kale waxay si sax ah u kala saari karaan niyad-jabka iyo schizophrenia, iyo sidoo kale heerka uu bukaanku hadda saameeyo cudurka.

Cilmi-baadhayaashu waxay bixiyeen sawir isku dhafan oo matalaya kooxda xakamaynta ee imtixaanadooda (bidix ee sawirka hoose) iyo bukaannada qaba xanuunka dhimirka (midig). Aqoonsiga dad badan ayaa ku dhex milmay matalaada, mana sawiran qof gaar ah:

Xigasho: https://arxiv.org/pdf/2208.01369.pdf

Shakhsiyaadka qaba xanuunada saamaynta leh waxay u muuqdaan inay kor u qaadeen sunnayaasha, indho-beelka rasaasta, wejiyada oo barara iyo weedho afka ka laalaada. Si loo ilaaliyo sirta bukaanka, sawiradan isku dhafan ayaa ah kuwa kaliya ee diyaar u ah taageerada shaqada cusub.

Ilaa hadda, aqoonsiga saamaynta wejiga ayaa ugu horreyn loo isticmaalay sidii qalab suurtagal ah oo lagu ogaanayo asaasiga ah. Habka cusub, taa beddelkeeda, wuxuu bixiyaa hab suurtagal ah oo lagu qiimeeyo horumarka bukaanka inta lagu jiro daawaynta, ama haddii kale (suurtogal ah, inkastoo warqaddu aysan soo jeedin) deegaankooda gudaha ee kormeerka bukaan-socodka.

Warqaddu waxay tiri*:

Ka gudubta ogaanshaha mashiinka niyad-jabka ee xisaabinta saamaynta leh, kaas oo lagu soo saaray hore waxbarashada, waxaanu tusnay in xaaladda saamaynta leh ee la qiyaasi karo lagu qiyaasay iyadoo la adeegsanayo aragtida kombuyuutarka ay ka kooban tahay macluumaad aad uga badan marka loo eego kala soocidda saafiga ah.'

Cilmi-baarayaashu waxay ku dhejiyeen farsamadan Opto Electronic Encephalography (OEG), oo ah hab gebi ahaanba dadban oo lagu qiimeeyo xaaladda maskaxda iyadoo la adeegsanayo falanqaynta sawirka wejiga halkii laga isticmaali lahaa dareemayaasha jirka la mariyo ama teknoolojiyadda sawir-caafimaad ee ku salaysan ray.

Qorayaashu waxay soo gabagabeeyeen in OEG aysan noqon karin kaliya kaaliyaha labaad ee baaritaanka iyo daaweynta, laakiin, mustaqbalka fog, beddelka suurtagalka ah ee qaybo qiimeyn ah oo ka mid ah dhuumaha daaweynta, iyo mid dhimi karta wakhtiga lagama maarmaanka u ah bukaanka. la socodka iyo ogaanshaha bilowga ah. Waxay xuseen:

'Guud ahaan, natiijooyinka uu saadaaliyay mashiinku waxay muujinayaan isku xirnaan wanaagsan marka loo eego qiimeynta kormeerayaasha saafiga ah ee ku saleysan su'aalaha iyo sidoo kale ujeedo. Muddada cabbirka oo aad u gaaban oo ah dhowr miridh ee hababka aragga kumbuyuutarka ayaa sidoo kale ah mid xusid mudan, halka saacado mararka qaarkood loo baahan yahay waraysiyada bukaan-socodka.'

Si kastaba ha ahaatee, qorayaashu waxay aad u jecel yihiin in ay xoogga saaraan in daryeelka bukaan-socodka ee goobtan uu yahay daba-gal habab badan, oo leh calaamado kale oo badan oo kale oo bukaan-socodka ah oo la tixgelinayo oo aan ahayn kaliya wejigooda, iyo in ay aad u horeeyso in la tixgeliyo in nidaamkan uu noqon karo. gebi ahaanba beddelka hababka dhaqanka ee xanuunka dhimirka. Si kastaba ha ahaatee, waxay OEG u tixgeliyaan tignoolajiyada isku-dhafan ee ballan-qaadka leh, gaar ahaan hab lagu qiimeeyo saamaynta daawaynta dawooyinka ee nidaamka bukaanka ee loo qoray.

The warqad waxaa cinwaan looga dhigay Wajiga Xanuunada Waxtarka leh, oo ka yimid siddeed cilmi-baarayaal oo kala duwan oo kala duwan oo ka kala socda qaybaha cilmi-baarista caafimaadka gaarka ah iyo kuwa dadweynaha.

Data

(Warqadda cusubi waxay inta badan ka hadlaysaa aragtiyaha iyo hababka kala duwan ee wakhtigan caan ku ah ogaanshaha bukaan-socodka ee xanuunka dhimirka, iyada oo aan fiiro gaar ah lahayn marka loo eego tignoolajiyada dhabta ah iyo hababka loo isticmaalo imtixaannada iyo tijaabooyinka kala duwan)

Xog-ururin ayaa ka dhacday Isbitaalka Jaamacadda ee Aachen, oo ay ku jiraan 100 bukaan oo isku dheelitiran oo jinsi ah iyo koox xakameyn ah oo ah 50 qof oo aan waxyeello gaarin. Bukaannada waxaa ka mid ahaa 35 qof oo qaba schizophrenia iyo 65 qof oo qaba niyad-jabka.

Qaybta bukaan-socodka ee kooxda baaritaanka, cabbirada bilowga ah ayaa la qaaday waqtiga isbitaalka koowaad, iyo kan labaad ka hor inta aan laga saarin isbitaalka, oo u dhexeeya celcelis ahaan 12 toddobaad. Ka-qaybgalayaasha kooxda xakamaynta waxa si aan kala sooc lahayn looga shaqaaleysiiyay dadka deegaanka, iyaga oo soo-saarkooda iyo 'soo dayntooda' ay la mid yihiin kuwa bukaanka dhabta ah.

Dhab ahaantii, 'runta dhulka' ee ugu muhiimsan ee tijaabadan oo kale waa in ay ahaato baaritaan lagu helay hababka la ansixiyay iyo kuwa caadiga ah, tanina waxay ahayd kiiskii tijaabooyinka OEG.

Si kastaba ha noqotee, heerka xog-ururinta ayaa la helay xog dheeri ah oo ku habboon tarjumaada mashiinka: wareysiyo celcelis ahaan 90 daqiiqo ah ayaa lagu qabtay seddex waji oo leh Logitech c270 webcam macaamiisha ah oo ku socda 25fps.

Kalfadhigii ugu horreeyay wuxuu ka koobnaa halbeeg wareysiga Hamilton (ku salaysan cilmi baaris asal ahaan agagaarka 1960), sida sida caadiga ah la siin lahaa gelitaanka. Marxaladda labaad, si aan caadi ahayn, bukaannada (iyo dhiggooda kooxda xakamaynta) ayaa la muujiyay videos ee wejiyada isdaba jooga ah, waxaana la waydiistay in ay ku daydaan mid kasta oo kuwan ka mid ah, iyaga oo sheegay in ay qiimeeyeen xaaladdooda maskaxeed ee wakhtigaas, oo ay ku jiraan xaaladda shucuureed iyo xoojinta. Marxaladani waxay socotay ilaa toban daqiiqo.

Wajigii saddexaad iyo kan ugu dambeeyay, ka qaybgalayaasha waxaa la tusay 96 muuqaal oo jilayaal ah, kuwaas oo socday in ka badan toban ilbiriqsi midkiiba, oo sida muuqata ka sheekeynaya khibrado shucuureed oo xooggan. Ka qaybgalayaasha ayaa markaa la waydiistay inay qiimeeyaan dareenka iyo xoojinta ka muuqda fiidiyowyada, iyo sidoo kale dareenkooda u dhigma. Marxaladani waxay socotay ilaa 15 daqiiqo.

Habka

Si loo gaaro celceliska celceliska wejiyada la qabtay (fiiri sawirka hore, sare), calaamadaha shucuureed ayaa lagu qabtay EmoNet qaab dhismeedka. Ka dib, waraaqaha u dhexeeya qaabka wejiga iyo celceliska (celcelis ahaan) qaabka wejiga ayaa lagu go'aamiyey iyada oo loo marayo isbeddelka affin si goos goos ah.

Aqoonsiga dareenka cabbirka iyo odoroska indhuhu waxaa lagu fuliyay qayb kasta oo calaamad ah oo lagu aqoonsaday marxaladii hore.

Halkaa marka ay marayso, dareenka maqalka ku salaysan ee ku salaysan waxay muujisay in wakhti la baran karo ay soo gaadhay xaaladda maskaxeed ee bukaanka, hawshuna waa in la qabto sawirka wejiga ee u dhigma oo ay horumariyaan cabbirkaas iyo qaybta xaaladdooda.

(Fiidiyowga kore, waxaan ku aragnaa shaqada ay sameeyeen qorayaasha tignoolajiyada aqoonsiga dareenka cabbirka ee ay cilmi-baarayaashu u adeegsadeen shaqada cusub).

Qaabka geodesic ee maaddada waxaa lagu xisaabiyay qaab kasta oo xogta ah, iyo Kala-bax Qiimaha Keliga ah (SVD) dhimis lagu dabaqay. Xogta taxanaha wakhtiga natiijada ayaa ugu dambayntii loo qaabeeyey sidii a VAR habka, ka dibna si dheeraad ah loo dhimay iyada oo loo marayo SVD ka hor la qabsiga MAP.

Socodka shaqada ee habka dhimista geodesic.

Qiimaha iyo qiyamka kacsiga ee shabakadda EmoNet sidoo kale si la mid ah ayaa lagu farsameeyay qaabaynta VAR iyo xisaabinta kernel-ka ee taxanaha ah.

Tijaabooyin

Sidii hore loo sharraxay, shaqada cusubi waa warqad cilmi-baaris caafimaad ah halkii ay ka ahaan lahayd soo gudbinta aragtida caadiga ah ee kumbuyuutarka, waxaanan u gudbinaa akhristaha warqadda lafteeda si qoto-dheer loogu daboolo tijaabooyinka kala duwan ee OEG ee ay wadaan cilmi-baarayaashu.

Si kastaba ha ahaatee, si aan u soo koobno ​​xulasho iyaga ka mid ah:

Tilmaamaha Xanuunka Waxtarka leh

Halkan ka qaybgalayaasha 40 (oo aan ka tirsanayn kantaroolka ama kooxda bukaanka) ayaa la waydiistay inay qiimeeyaan wejiyada celceliska ah ee la qiimeeyay (kor eeg) marka la eego tiro su'aalo ah, iyada oo aan lagu wargelin macnaha guud ee xogta. Su'aalihiina waxay ahaayeen:

Waa maxay jinsiga labada waji?
Wajiyadu ma leeyihiin muuqaal soo jiidasho leh?
Wajiyadani ma yihiin dad la aamini karo?
Sideed u qiimeysaa awoodda ay dadkani u leeyihiin wax-qabad?
Waa maxay dareenka labada waji?
Waa maxay muuqaalka maqaarka ee labada weji?
Waa maxay aragtida aragtida?
Labada weji ma leeyihiin geeso afka ka quban?
Labada weji miyay kor u qaadeen indho buni?
Dadkani ma yihiin bukaan-jiif?

Cilmi-baadhayaashu waxay ogaadeen in qiimayntan indho la'aanta ah ay la xiriirto xaaladda diiwaangashan ee xogta la farsameeyay:

Natiijooyinka sawirka sanduuqa ee sahanka 'macnaha wejiga'.

Qiimaynta Caafimaad

Si loo qiyaaso waxtarka OEG ee qiimeynta bilowga ah, cilmi-baarayaashu waxay marka hore qiimeeyeen sida waxtarka leh ee qiimeynta bukaan-socodka lafteeda ay tahay, cabbiraadda heerarka hagaajinta ee u dhexeeya soo-gelinta iyo wajiga labaad (waqtigaas oo bukaanku caadi ahaan helayo daaweyn ku salaysan daroogada.

Cilmi-baarayaashu waxay soo gabagabeeyeen in xaaladda iyo darnaanta calaamadaha si wanaagsan loo qiimeyn karo habkan, lagu gaaro isku-xirnaanta 0.82. Si kastaba ha ahaatee, ogaanshaha saxda ah ee schizophrenia ama niyad-jabka midkood ayaa noqday mid aad u dhib badan, iyadoo habka caadiga ah uu helay kaliya dhibcaha -0.03 marxaladdan hore.

Qorayaashu waxay faallo ka bixiyeen:

'Nuxur ahaan, heerka bukaanka waxaa lagu go'aamin karaa si wanaagsan iyadoo la adeegsanayo su'aalaha caadiga ah. Si kastaba ha ahaatee, taasi asal ahaan waa waxa kaliya ee lagu soo gabagabeyn karo. Haddii qof uu niyad-jabsan yahay iyo haddii kale schizophrenic lama tilmaamo. Isla sidaas oo kale ayaa khuseeysa jawaabta daawaynta.'

Natiijooyinka ka soo baxay habka mishiinka ayaa awooday in ay helaan buundooyin sare goobtan dhibaatada, iyo buundooyinka la midka ah ee dhinaca qiimaynta bukaanka ee bilawga ah:

Tirooyinka sare ayaa ka wanaagsan. Dhanka bidix, natiijooyinka saxnaanta qiimeynta ku saleysan wareysiga caadiga ah ee afarta weji ee qaab dhismeedka tijaabada; dhanka midig, natiijooyinka mashiinka ku saleysan.

Cilad-sheegid

Kala soocida niyad-jabka schizophrenia iyada oo loo marayo sawirada wejiga taagan ma aha arrin fudud. La ansaxiyay, habka mishiinku waxa uu awooday in uu helo buundooyinka saxnaanta sare ee marxaladaha kala duwan ee tijaabooyinka:

Tijaabooyin kale, cilmi-baarayaashu waxay awoodeen inay soo bandhigaan caddaynta in OEG ay dareemi karto hagaajinta bukaanka iyada oo loo marayo daaweynta dawooyinka, iyo daaweynta guud ee xanuunka:

'Tilmaanta sababaha ee aqoonta hore ee xog-ururinta ayaa hagaajisay daawaynta dawooyinka si loo ilaaliyo soo noqoshada nidaamka jireed ee dhaqdhaqaaqa wajiga. Soo noqoshada noocaan ah lama arki karin inta lagu jiro dawada daawaynta.

"Waqtigan xaadirka ah ma cadda in talooyinka mashiinka ku salaysan ay dhab ahaantii keeni karto guul wanaagsan oo daaweyn ah. Gaar ahaan sababtoo ah waxaa la og yahay dhibaatooyinka ay daawadu yeelan karaan muddo dheer.

Si kastaba ha ahaatee, [noocyadan] hababka bukaan-socodka-ku-habboon ayaa jebin doona caqabadaha qaab-dhismeedka kala-soocidda guud ee weli sida weyn loo isticmaalo nolol maalmeedka.'

* U beddelashadayda xigashooyinka khadka tooska ah ee qorayaasha una beddeleen hyperlinks.

Markii ugu horreysay ee la daabacay Ogosto 3, 2022.