Учёные разработали искусственный интеллект, который распознаёт COVID-19 по кашлю

Исследователи Массачусетского технологического института разработали модель искусственного интеллекта, которая может распознавать COVID-19 по записи вынужденного кашля, даже если заболевание протекает в бессимптомной форме. Хитрость новой технологии заключается в использовании множества нейронных сетей разного предназначения — каждая из них определяет тонкие изменения в голосе, кашле и общих показателях, указывающие на действие коронавируса. Об этом сообщает официальный блог учреждения MIT News.

Как сообщила команда учёных, кашель здорового человека и инфицированного коронавирусом отличается по ряду признаков. Эти различия не поддаются расшифровке человеческим ухом, но могут быть обнаружены с помощью специально натренированного ИИ. В основе представленного проекта лежит связка из нескольких нейронных сетей.

• Первая нейросеть отвечает за распознавание звуков, связанных с различной степенью силы голосовых связок.
• Вторая нейросеть прислушивается к эмоциональным состояниям, проявляющимся в речи и отражающим неврологический спад организма, — например, повышенная фрустрация или плоский аффект.
• Третья нейросеть на основе крупнейшей базы данных о кашле из 200 000 звуковых образцов отслеживает возможные нарушения в дыхательной системе.
• Четвёртая составляющая объединила в себе все три нейросети с наложенным алгоритмом для обнаружения мышечной деградации.

COVID-19 предположительно влияет на речевые подсистемы и их координацию. Источник: IEEE Journal of Engineering in Medicine and Biology

Благодаря разработанной системе учёные смогли успешно идентифицировать пациентов с болезнью Альцгеймера (учёные отметили, что основные симптомы удивительно точно совпадают с коронавирусом). Более того, по предварительным тестам, технология распознала 98,5% кашля у людей с подтверждёнными случаями COVID-19 и из них даже выявила 100% бессимптомных носителей инфекции. Результаты показали, что в совокупности сила голосовых связок, настроение, лёгочная и дыхательная активность, а также мышечная деградация являются эффективными биомаркерами для диагностики заболевания.

Тем не менее, несмотря на ранние успехи, команда предупреждает о чётких границах. Технология не предназначена для точного выявления коронавируса у симптоматических людей, поскольку у них могут быть и другие болезни с проявлением подобного поведения (грипп или астма). И хотя это вполне возможно, учитывая текущий уровень распознавания, проект изначально не предусмотрен обеспечивать окончательный вердикт о заражении.

Сила новой модели искусственного интеллекта заключается в первую очередь в её способности отличать бессимптомный коронавирусный кашель от здорового кашля. Поэтому в настоящее время учёные совместно с партнёром разрабатывают удобное и бесплатное приложение, которое можно было бы использовать в качестве инструмента для предварительной проверки COVID-19. По мнению MIT, пандемии уйдут в прошлое, если у человечества появятся качественные инструменты для скрининга — постоянно совершенствующиеся и доступные везде.