Yapay Zeka İnsan Nefesinden Hastalıkları Tespit Edecek

0

Koku duyusu, havada yüzen yüzlerce farklı maddeyi tanımlamak için hayvanlar ve hatta bitkiler tarafından kullanılır . Fakat diğer hayvanlarınkiyle kıyaslandığında, insanın koku duyusu çok daha az gelişmiştir ve günlük aktiviteleri gerçekleştirmek için kullanılmaz. Bu sebeple, insanlar, hava yoluyla iletilebilecek bilginin zenginliğinden özellikle haberdar değildir ve son derece hassas bir koku sistemi tarafından algılanabilir.

Birkaç yıl boyunca, dünyanın dört bir yanındaki laboratuvarlar, havada çok az miktarda madde tespit etmek için makineleri kullandı. Gaz-kromatografi kütle spektrometreleri veya GC-MS olarak adlandırılan bu makineler, uçucu organik bileşikler olarak bilinen binlerce farklı molekülü keşfetmek için havayı analiz edebilir .
GC-MS makinesinde, bir hava örneğindeki her bileşik önce ayrılır ve daha sonra parçalara ayrılarak, bileşiklerin tanınabileceği ayırt edici bir parmak izi yaratılır. Aşağıdaki görüntü, bir nefes numunesi analizinden elde edilen verilerin küçük bir kısmının görselleştirilmesidir.


Bir GC-MS cihazından alınan nefes numunesi verilerinin bir kısmının 3 boyutlu görünümü.
Her tepe, bir molekülün bir parçasını temsil eder. Bu gibi piklerin özel kalıpları, farklı maddelerin varlığını ortaya çıkarmaktadır. Çoğu zaman en küçük zirve bile önemli olabilir. İnsan nefesinde bulunan yüzlerce bileşik arasında, birkaç tanesi erken aşamalarda bile çeşitli kanserlerin varlığını ortaya çıkarabilir. Bu nedenle, dünya çapındaki laboratuvarlar, birçok hastalığın acısız ve zamanında tanımlanabilmesi için GC-MS ile invazif olmayan bir tanı aracı olarak deneyler yapmaktadır.

Ne yazık ki, süreç çok zaman alıcı olabilir. Büyük miktarda veri uzmanlar tarafından manuel olarak incelenmeli ve analiz edilmelidir. Verilerin miktarı ve verilerin karmaşıklığı, uzmanların bile tek bir örneği analiz etmek için uzun zaman aldıkları anlamına gelir. İnsanlar aynı zamanda hataya eğilimlidirler, bir bileşiği kaçırabilir veya bir bileşiği diğeriyle karıştırırlar.

Yapay zeka nasıl yardımcı olabilir?
Loughborough Üniversitesi’nin veri bilimi ekibi ve bir grup bilim adamı farklı bir tür veriyi algılamak ve öğrenmek için en son yapay zeka teknolojisini kullanıyor. Beyinden esinlenen ve derin öğrenme ağları olarak adlandırılan matematiksel modeller, kokuların bıraktığı izleri “okumak” için özel olarak tasarlanmıştır.

Edinburgh Kanser Merkezi’nde doktorlar, hemşireler, radyograflar ve tıbbi fizikçilerden oluşan bir ekip, kanser tedavisi gören katılımcılardan nefes örneklerini topladı. Numuneler daha sonra iki takım kimyager ve bilgisayar bilimcisi tarafından analiz edildi.

Kimyacılar tarafından bir dizi bileşik el ile tanımlandıktan sonra, hızlı bilgisayarlara derin öğrenme ağlarını eğitmek için veriler verildi. Hesaplama, GPU olarak adlandırılan, aynı anda birden çok farklı bilgi parçasını işleyebilen özel cihazlar tarafından hızlandırıldı. Derin öğrenme ağları, her nefes örneğinden, nefeste spesifik bileşikleri ortaya çıkaran spesifik kalıpları tanıyana kadar gittikçe daha fazla öğrenmiştir.

İşlemin basit temsili: hava veya nefes numunelerindeki bileşiklerden tespit edilen maddelerin görselleştirilmesine kadar.

Bu teknolojiyle donatılmış bilgisayarlar, bir insan uzmanı tarafından daha önce saatler süren bir nefes örneğini özerk olarak analiz etmek için sadece birkaç dakika alır. Etkili olarak, Yapay Zeka tüm süreci daha ucuz hale getiriyor – ama hepsinden önemlisi daha güvenilir hale getiriyor. Daha da ilginç olarak, bu akıllı yazılım daha fazla örneği analiz ederken bilgiyi edinir ve zamanla geliştirir. Sonuç olarak, yöntem herhangi bir özel madde ile sınırlı değildir. Bu tekniği kullanarak, derin öğrenme sistemleri, ilaç, adli tıp, çevre analizi ve diğerleri gibi potansiyel olarak geniş uygulamalara sahip küçük miktarlarda uçucu bileşikleri tespit etmek üzere eğitilebilir.

Bir Yapay Zeka sistemi hastalığın belirteçleri tespit ederse, hasta olup olmadığımızı teşhis etmek de mümkün olur. Bunun büyük bir potansiyeli var, ama aynı zamanda tartışmalı olduğunu da kanıtlayabilir. Sadece Yapay Zeka’nın havada bulunan maddeleri tespit etmek için bir araç olarak kullanılabileceğini öneriliyor.

“Usta bir iktisatçı…bir dereceye kadar matematikçi, tarihçi, devlet adamı ve filozof olmalı…Geçmişin ışığında, geleceği amaçlayarak bugünü çalışmalı. İnsan doğasının hiçbir parçasını, dikkatinin dışına atmamalı…Bir sanatçı kadar soğuk ve dürüst, buna karşılık bazen bir siyasetçi kadar dünyaya yakın olmalıdır.”. John Maynard Keynes

Cevap Yaz

Your email address will not be published.