مراراً وتكراراً ، دعا الخبراء إلى أننا بحاجة إلى المزيد من الاختبارات السريعة للسيطرة على جائحة فيروس COVID-19 واقترح الكثيرون أن الذكاء الاصطناعي (AI) يمكن أن يساعد من خلال تطبيق للذكاء الاصطناعي للكشف عن COVID-19 ، لذلك تستخدم العديد من تشخيصات COVID-19 قيد التطوير الذكاء الاصطناعي لتحليل الأشعة السينية X-ray أو CT scans بسرعة ، ولكن هذه التقنيات تتطلب فحصاً للصدر في منشأة طبية.
منذ الربيع ، تعمل فرق البحث على تطوير تطبيقات في أي وقت وفي أي مكان يمكنها اكتشاف فيروس كورونا في خلال السعال، و في يونيو ، أظهر فريق من جامعة Oklahoma أنه من الممكن التمييز بين سعال COVID-19 والسعال الناتج عن التهابات أخرى ، والآن أظهرت ورقة بحثية من معهد MIT ،بأن معدل الكشف كان المئة في المئة صحيح و ذلك باستخدام أكبر مجموعة بيانات عن السعال حتى الآن .
فتمت الموافقة عليها من قبل (FDA) ومنظمات أخرى ، فإن تطبيقات السعال COVID-19 ، التي يسجل فيها الشخص نفسه يسعل ، يمكن استخدامها في نهاية المطاف لإجراء فحص مجاني واسع النطاق للسكان.
مع إمكانات من هذا القبيل ، فإن المجال ينمو بسرعة: تشمل الفرق التي تتابع مشاريع مماثلة مبادرة ممولة من مؤسسة Bill و Melinda Gates و Cough Against Covid في معهد Wadhwani للذكاء الاصطناعي في مومباي ، مشروع Coughvid من مختبر الأنظمة المدمجة التابع لمدرسة Polytechnique Fédérale de Lausanne في سويسرا ومشروع COVID-19 Sounds التابع لجامعة كامبريدج.
و تشير حقيقة أن نماذج متعددة يمكنها اكتشاف COVID في السعال إلى أنه لا يوجد شيء مثل عدوى فيروس كورونا بدون أعراض فهي تحدث تغيرات جسدية دائماً ما تغير الطريقة التي ينتج بها الشخص الصوت،حسب قول برايان سوبيرانا ، مدير مختبر MIT Auto-ID والمؤلف المشارك في الدراسة الأخيرة ، التي نُشرت في IEEE Open Journal of Engineering in Medicine and Biology.
عندما انتشر الوباء ، كان فريق سوبيرانا في معهد MIT يعمل على مجموعة من خوارزميات التعلم الآلي لاكتشاف مرض الزهايمر في التسجيلات الصوتية باستخدام المؤشرات الحيوية مثل قوة الأحبال الصوتية ، والمشاعر ، وأداء الرئة ، والتدهور العضلي، عندما أصبح من الواضح أن السعال كان سمة أساسية لـ COVID-19 ، سرعان ما تحولوا لمعرفة ما إذا كان بإمكان الذكاء الاصطناعي اكتشاف عدوى فيروس COVID-19.
في إطار جهود الجماعية ، جمع الفريق تسجيلات السعال القسري عبر موقع ويب بين أبريل ومايو ، مما طور الفريق أكبر مجموعة بيانات صوتية لـ COVID-19 حتى الآن ، مع 70 ألف تسجيل ، تم تأكيد 2680 منها من قبل أشخاص أكدوا أن يكون لديك COVID-19.
في الأصل ، طور فريق معهد MIT نماذج ذكاء اصطناعي للمشروع من نقطة الصفر ، لكنه وصل إلى سقف دقة يبلغ حوالي 70٪ ، كاختبار في عطلة نهاية الأسبوع ، فقام الباحثون بتدريب نموذج الذكاء الاصطناعي الحالي لمرض الزهايمر باستخدام بيانات السعال COVID-19 ، وقد نجح ، كما يقول سوبيرانا، و كان النموذج دقيقاً بنسبة 98.5 بالمائة في اكتشاف الأشخاص الذين حصلوا على نتيجة اختبار إيجابية، في الكشف عن الأفراد الذين ليس لديهم أعراض على الإطلاق ، قفزت هذه الدقة إلى 100 في المائة ، مع نجاح 83.2 في المائة في تحديد الحالات السلبية، و يقول سوبيرانا: “كان من غير المنطقي بعض الشيء” أن اكتشاف المرضى الذين لا تظهر عليهم أعراض كان أسهل من المرضى الذين يعانون من أعراض ، لكن من المنطقي أن العوامل المربكة للعدوى الأخرى ستجعل من الصعب تحديد سمات السعال COVID-19.
في يونيو الماضي ، كان عمران وزملاؤه قادرين على تطوير نموذج ذكاء اصطناعي لتحديد السعال بدون أعراض وفرز تلك العوامل المربكة للتمييز بين سعال COVID-19 وأصوات السعال المصاحبة للالتهاب الهوائية والسعال الديكي والربو بدقة تصل إلى 90٪ ، يقول عمران: “كان هدفنا التأكد من أن الشخص المصاب ببساطة بالربو لن يتم تشخيصه بشكل خاطئ على أنه مصاب بفيروس COVID-19”.
تقوم معظم الفرق التي تتابع هذا العمل حالياً بجمع المزيد من تسجيلات السعال: في أماكن العمل والمستشفيات وعبر الإنترنت وأماكن أخرى، و يأمل الباحثون أن تُستخدم تطبيقات السعال يوماً ما لإجراء الفحوصات اليومية ،و في النهاية ، كما يقول سوبيرانا ، يمكن أن تكون تطبيق جزءاً من تشخيص COVID-19 حقيقي ، ربما عند استخدامها مع مؤشرات حيوية أخرى ، مثل الحمى.
يمكن أيضاً استخدام الأدوات القائمة على الصوت كنظام إنذار مبكر ، حيث يتم الكشف عن السعال بين السكان عبر تسجيلات المستشفى أو مكبرات الصوت المنزلية الذكية لالتقاط العلامات المبكرة للإصابة بمرض جديد. يقول عمران: “يمكن استخدام هذا النوع من الحلول لتحديد بصمات السعال الفريدة التي لن تكون موجودة في قاعدة البيانات بالفعل و يمكن أن يصبح نظام إنذار”.
وهي ليست الدفعة الوحيدة لاستخدام الذكاء الاصطناعي لاكتشاف أصوات COVID-19: حيث يقوم فريق من الباحثين من الهند والمملكة المتحدة بتطوير تطبيق لفحص أعراض COVID-19 في حديث الفرد.
رابط الموقع الذي يشرح عن آلية عمل تطبيق: