Исследователи из Технического университета Дрездена (TU Dresden) разрабатывают имплантируемую в тело человека систему искусственного интеллекта и недавно добились первых серьёзных результатов на этом поприще.
В будущем о наступлении болезни мы будем узнавать до появления симптомов. То, что искусственный интеллект (ИИ) может коренным образом изменить медицину и здравоохранение, мы рассказывали не раз. Компьютеры постепенно учатся выуживать диагностические данные пациента из результатов, полученных при ЭКГ и ЭЭГ, или из рентгеновских снимков. Всё, что может проанализировать человек, может проанализировать и программа (с помощью обучаемой нейросети). Таким образом, заболевания могут быть выявлены на очень ранней стадии и на основе еле заметных изменений, которым доктор, особенно не опытный, мог бы и не придать значения.
Однако внедрение ИИ в человеческое тело по-прежнему остается серьезной технической проблемой. Учёные Технического университета Дрездена, работающие на кафедре оптоэлектроники, впервые преуспели в разработке такой биосовместимой имплантируемой платформы искусственного интеллекта.
Она пока не была внедрена в тело людей, но показала хорошие результаты работы. Так, она может в реальном времени классифицировать здоровые и патологические паттерны в биологических сигналах, таких как сердцебиение. Она уже обнаруживает патологические изменения даже без наблюдения со стороны врача.
Основой разработки является биосовместимый ИИ-чип. Химики и инженеры использовали оптические волокна на основе полимеров, которые по структуре напоминают человеческий мозг и обеспечивают нейроморфный принцип искусственного интеллекта для резервуарных вычислений.
Случайное расположение полимерных волокон образует так называемую рекуррентную сеть, которая позволяет обрабатывать данные, аналогично человеческому мозгу.
Нелинейность этих сетей позволяет усилить даже самые незначительные изменения сигнала. К слову, в случае сердцебиения врачам часто трудно оценить эти изменения. Однако нелинейное преобразование с использованием полимерной сети волокон делает это возможным.
Результаты своей работы немецкие учёные опубликовали в журнале Science Advances.
Большая часть научной статьи посвящена объяснению, как система различает здоровые и "больные" биосигналы в реальном времени.
К слову, в ходе испытаний ИИ смог отличить здоровое сердцебиение от трех распространенных аритмий с точностью 88%. При этом полимерная сеть потребляет меньше энергии, чем кардиостимулятор.
Что же в будущем сможет делать такой ИИ-чип? Давайте представим себе пациента, прошедшего операцию. Кстати, в современном мире с его перееданием это может произойти и со внешне здоровым молодым мужчиной или женщиной. Допустим, медики предполагают, что у пациента после операции могут быть осложнения. Имплантируемая система искусственного интеллекта могла бы проследить за появлением сердечных аритмий или иных осложнений после операции, сообщить о них как врачам, так и пациентам через смартфон. Это позволит человеку вовремя получить необходимую медицинскую помощь.
"Идея объединения современной электроники с биологией прошла долгий путь в последние годы с разработкой так называемых смешанных органических проводников, - объясняет Маттео Кукки (Matteo Cucchi), аспирант и первый автор статьи. - Однако до сих пор успехи ограничивались простыми электронными компонентами, такими как отдельные синапсы или датчики. Пока что решение сложных задач было невозможным.
В своем исследовании мы сделали важный шаг к реализации более сложного сценария. Благодаря мощности нейроморфных вычислений, таких как резервуарные вычисления, используемые в нашей работе, нам удалось не только решать сложные задачи классификации в режиме реального времени, но мы также потенциально сможем делать это в человеческом теле.
Такой подход сделает возможным дальнейшее развитие интеллектуальных систем будущего, которые могут помочь спасти человеческие жизни".
Читайте также:
Искусственный интеллект научился воспроизводить музыку по беззвучным видео с игрой на фортепьяно
Первый в истории автономный корабль готовится к путешествию через океан
Свет вам в руки: растения будут просить о помощи, отправляя сигнал SOS спутникам
Мы пишем про самые выдающиеся достижения науки, суперсовременные технологии и их внедрение, рассказываем о том, каким будет будущее. Если вам нравятся наши новости, подписывайтесь на наш канал и не забывайте ставить лайки. Эти нехитрые действия помогают нам в развитии и сборе средств для финансирования проекта.
Также наши сообщества есть в Telegram, twitter, ВК, Facebook, "Одноклассниках". Приходите, если вы бываете там чаще, чем на Дзене.