Sorry, you need to enable JavaScript to visit this website.

ذكاء اصطناعي يكشف كورونا من صوت سعالك

استخدم باحثون من "معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا" خوارزميات كانوا يطورونها لتشخيص داء آلزهايمر

الذكاء الاصطناعي قادر على كشف إصابة الشخص بكورونا من صوت المريض أو نبرة سعاله (بيكساباي.كوم)

تبيّن أنّ ذكاء اصطناعياً قادر على التمييز بين المصابين بفيروس كورونا وغيرهم من الأشخاص، ببساطة من طريق [تحليل] صوت السعال.

فيما تعجز الأذن البشرية عن التمييز بين سعال صادر من مصاب بكورونا وسعال لشخص معافى، تستطيع خوارزمية حاسوبية للتعلّم الآلي أن "تسمع" ذلك الفارق بين النوعين.

قبل التوصل إلى هذا الاكتشاف، أخذ باحثون من "معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا" MIT في الولايات المتحدة الأميركية آلاف العينات الصوتية من أشكال سعال وكلمات منطوقة لاعتمادها في تدريب ذلك الذكاء الاصطناعي، الذي أصبح الآن قادراً على رصد المصابين بكوفيد-19 بدقة نسبتها 98.5 في المئة.

وحتى بالنسبة إلى الذين أعطت اختبارات الكشف عن كورونا التي خضعوا لها نتائج إيجابية ولم تظهر عليهم أعراض، رصد الذكاء الاصطناعي إصابتهم في كل مرة.

وقبل ظهور جائحة كورونا، كان الباحثون يستخدمون تقنيات مماثلة في الكشف عن علامات تشير إلى الإصابة بداء آلزهايمر.

صحيح أنّ آلزهايمر معروف بأنه يلحق الضرر بذاكرة الإنسان، غير أنّه يُضعف أيضاً الحبال الصوتية لدى المصاب.

علاوة على ذلك، يُظهر مرضى آلزهايمر أحاسيس من قبيل الإحباط أو يعانون ركوداً في المشاعر (عندما يعاني الناس نقصاً في التعبير عن عواطفهم) بشكل متكرِّر أكثر، مقارنة بالأشخاص غير المصابين به.

درّب الباحثون الشبكة العصبونية الاصطناعية "ريس نيت 50" (ResNet50)، وهي خوارزمية مصمَّمة كي تعمل بشكل مشابه لدماغ الإنسان، على تمييز الأصوات ذات الدرجات المتباينة من قوة الحبل الصوتي.

اقرأ المزيد

يحتوي هذا القسم على المقلات ذات صلة, الموضوعة في (Related Nodes field)

وتولى الباحثون تدريب شبكتين عصبونيتين اصطناعيتين إضافيتين على اكتشاف الانفعالات العاطفية التي يحملها الكلام، من قبيل الإحباط والسعادة والهدوء، من أجل اكتشاف التغيّرات في أداء الرئة والجهاز التنفسي من السعال.

وأتاح الجمع بين نماذج الذكاء الاصطناعي الثلاثة، بالإضافة إلى خوارزمية حاسوبية لرصد التدهور العضليّ، للباحثين التوصل إلى نموذج من الذكاء الاصطناعي في وسعه اكتشاف المصابين بداء آلزهايمر، ونموذج في المستطاع تعديله لتشخيص كوفيد- 19.

في الواقع، تتأثّر نبرة الصوت لدى الكلام أوالسعال بالحبال الصوتية والأعضاء المحيطة بها. يعني ذلك أنّك عندما تتحدّث، يبدو جزء من حديثك مثل السعال، والعكس صحيح. كذلك يعني أنّ الأشياء التي نستخلصها بسهولة من الكلام الطليق، يستطيع الذكاء الاصطناعي أن يتعرّف إليها ببساطة من السعال، بما فيها أمور كجنس الشخص أو لغته الأم أو حتى حالته العاطفية"، على ما قال الباحث المشارك في الدراسة بريان سوبيرانا، وهو عالم في "مختبر التعرف التلقائي" في "معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا" MIT، الذي عمل إلى جانب جوردي لاغوارتا وفيران هويتو.

"في الواقع، تحمل طريقة سعالك أحاسيس، لذا فكرنا، لماذا لا نجرب تلك المؤشرات الحيوية التي تستخدم لرصد الآلزهايمر [من أجل معرفة ما إذا كانت متصلة] بالإصابة بكوفيد أيضاً".

في عملية تدريب الذكاء الاصطناعي، جمع الباحثون أكثر من 70 ألف تسجيل وما مجموعه 200 ألف صوت سعال، ما يمثِّل "أكبر مجموعة بيانات بحثية نعرفها عن السعال"، بحسب سوبيرانا.

أًخذت نحو ألفي و500 عينة من تلك البيانات من مرضى تأكّدت إصابتهم بفيروس كورونا.

واستخدمت تلك العينات، إلى جانب 1500 عينة أخرى، في تدريب نموذج الذكاء الاصطناعي. واختيرت ألف عينة أخرى لاختبار مدى دقة النموذج.

وجد الباحثون أربعة مؤشرات حيوية: قوة الحبال الصوتية، والإحساس، وأداء الرئة والجهاز التنفسي، والتدهور العضلي، وهي خاصة بـكوفيد- 19، التي يعتقد الباحثون أنّها تعني أنّ فيروس كورونا يغيِّر كيفية صدور الأصوات من البشر، حتى عندما لا تظهر عليهم أعراض.

اللافت أن الباحثين يعملون على دمج نتائجهم في تطبيق رقمي، سيحتاج إلى موافقة "إدارة الغذاء والدواء الأميركية" قبل إطلاقه.

وإذا نجح ذلك، يمكن للمستخدمين أن يسعلوا في الهاتف ويحصلوا فوراً على معلومات بشأن العدوى المحتملة.

"التنفيذ الفعلي لهذه الأداة التشخيصية الجماعية قد يحد من انتشار الجائحة إذا استخدمه الجميع قبل أن يقصدوا صفاً دراسياً أو مصنعاً أو مطعماً"، وفق سوبيرانا.

© The Independent