Osurmak sağlığınız hakkında düşündüğünüzden daha fazlasını söylüyormuş - şimdi bilim insanları onu dinliyor

[™ Admin]

Osurmak sağlığınız hakkında düşündüğünüzden daha fazlasını söylüyormuş - şimdi bilim insanları onu dinliyor

David Ancalle bu yıl ishal videolarını ardı ardına açtığında, aklına şu geldi: Doktorası için yapmayı umduğu şey bu değildi.

Georgia Tech'te sıvı dinamiklerini araştıran bir makine mühendisliği öğrencisi olan Ancalle, şu anda idrara çıkma, şişkinlik ve ishalin akustiğini aydınlatmak için çalışıyor. Ekibi, her banyo fenomeninin sesini tanıması ve analiz etmesi için yapay zekayı eğitiyor; Aslında araştırmalar, dışkılarımızın akışını izlemenin halk sağlığına fayda sağlayabileceğini öne sürüyor.

Yenilikler - Georgia Tech Research Institute'ta (GTRI) bir havacılık mühendisi olan Ancalle ve Maia Gatlin, insan bedensel işlevinin fiziğini ve seslerini yeniden yaratmayı amaçlayan pompalar, nozüller ve tüplerle dolu mekanik bir cihaz yarattı. Buna Sentetik İnsan Akustik Üreme Testi makinesi (evet, S.H.A.R.T.) adını verdiler.

S.H.A.R.T. American Physical Society'nin geçen haftaki yıllık Fluid Dynamics konferansındaki bir sunuma göre, şimdi bir gün kolera gibi ölümcül hastalıkları tespit etmek ve bir salgını durdurmak için bir AI algoritması hazırlıyor. Ancalle ve Gatlin'in sonuçları henüz hakemli bir dergide yayınlanmadı.

İşte arka plan - Kolera gibi ishalli hastalıklar yılda 500.000 çocuğu öldürüyor ve bu da onları dünya çapında çocuk ölümlerinin önde gelen üçüncü nedeni yapıyor. Gatlin, “Biz konuşurken Haiti'de bir salgın ve yeniden canlanma var” diyor. Hastalıkların tespitini hızlandırmanın tedaviyi destekleyeceğini ve salgınları önleyeceğini açıklıyor.

Neden önemli — Amaç, makine öğrenimi modelini ucuz sensörlerle birleştirmek ve bunları ishalli hastalık salgınlarına duyarlı bölgelere yerleştirmektir. Gatlin, "Ve bu olayları sınıflandırırken, bu verileri toplamaya başlayabiliriz" diyor. "'Hey, bir sürü ishal salgını görüyoruz' diyebilir. O zaman bir bölgede neler olup bittiğini hızlı bir şekilde teşhis etmeye başlayabiliriz."

Ne yaptılar — Yakın zamana kadar Ancalle ishali pek düşünmüyordu. “İlk yıl için ilk odak noktamız gerçekten şişkinlik ve idrara çıkmaydı” diyor. O ve meslektaşları, osuruk sesini rektumun iç geometrisiyle ilişkilendirmeye çalışıyorlardı - anormal değişiklikler kanser anlamına gelebilir. "Gastroenterologlarla görüştükten sonra, invaziv olmayan bir yolu denemenin iyi bir yol olacağını düşündük."

Ancak proje kısa sürede genişledi: Ancalle, gastrointestinal hastalık salgınlarını pasif olarak tespit etmenin yollarını bulan GTRI'deki araştırmacılarla birlikte çalıştı. Belki de, yeni nesil tuvaletlerin dışkı toplamaktan daha fazlasını yapabileceğini ve ayrıca toplulukları bir salgın konusunda uyarmaya yardımcı olabileceğini merak ettiler.

Akustiğin devreye girdiği yer burasıdır. Sesi uzaktan analiz etmek, video veya kendi kendine raporlamaya göre daha kolaydır ve tıbbi muayeneden daha az müdahaleci veya külfetlidir. Ve çıktılarımızın sesleri - idrara çıkma, şişkinlik, katı dışkılama ve ishal - belirgindir. Ekip, ucuz bir cihazın ve yapay zeka algoritmasının bu tuvalet bilgilerini düzenleyebileceğini fark etti.

Kamuya açık ses ve video dışkılarını ayıklayarak, her birinden frekans spektrumunu yakalayarak ve bunu bir makine öğrenimi algoritmasına besleyerek başladılar. Daha sonra yapay zekaları, S.H.A.R.T. için hazırlanana kadar tüm bu doodoo verilerinden öğrendi. makine testi.

S.H.A.R.T. makine birkaç fit genişliğindedir ve bir sürü nozül ve ataşmana sahiptir. Ekip makineye su pompalıyor ve sesleri kaydediyor. Her bir boşaltım sesinin ardındaki fiziği öğrendiler ve cihazı aynı dinamikleri simüle edecek şekilde tasarladılar — her bir alt sistem için farklı ataşmanlarla kurcalayarak. Gatlin, "Seslerin her biri üzerinde çokça düşünüldü," diyor. "Bu küçük makinede her ses için bir alt sistem vardı."

"Aslında oldukça iyi performans gösteriyor," diye devam ediyor. Erken verilere göre, algoritmaları zamanın yüzde 98'ine kadar doğru "atılım olayını" tanımladı.

Ekip ayrıca oyundaki temel fiziği de araştırıyor. Konferans sunumunda Ancalle, ekibin erkek idrara çıkma sesini nasıl modellediğini anlattı (akışlar art arda sıçrayan damlacıklara dönüşüyor).

Üretranın geometrisi değişirse, akış ve ses de değişir. Şimdi Ancalle, bu fikre dayanarak idrara çıkma ve gazdaki düzensiz değişiklikleri tespit etmek için aynı makine öğrenimi yaklaşımını kullanmak üzere ürologlarla birlikte çalışıyor.

Ancalle, "Kendi kendine raporlama çok güvenilir değil" diyor. "İnsanların check-out yaptırmaları gerekip gerekmediğine dair bildirim alabilecekleri müdahaleci olmayan bir yol bulmaya çalışıyoruz. 'Hey, idrarınız olması gerektiği hızda akmıyor. Osuruğun olması gerektiği gibi ses çıkarmıyor. Kontrol etmelisin.

Oturuma başkanlık eden ancak araştırmaya dahil olmayan Indiana Üniversitesi'nden uygulamalı matematikçi Jared Barber, "Mikrofonlarla tespit edebileceğinizi varsaymak mantıklı," diyor. Ancalle ayrıca bir kadın idrara çıkma modeli üzerinde çalıştı ancak erkek modeli sunumu için zamanında tamamlamıştı.

Sırada ne var - Araştırmacılar, testlerini genişletmek ve sonunda küçük bir Raspberry Pi bilgisayarı içerebilecek konuşlandırılabilir bir cihaz oluşturmak istiyorlar. Gatlin, bu projeyi devam eden sürdürülebilir tuvalet projeleriyle eşleştirmeyi öngörüyor.

Barber, çalışmanın çok hazırlık niteliğinde olduğunu, ancak konuşmanın kendisini cesaretlendirdiğini belirtiyor. Barber, "Çok büyük bir etkisi olabilir gibi görünüyor" diyor. “Her şey mümkün görünüyor. Teşhis için umut verici bir yetenek sağlayabilecek teknikler kullanıyorlar.”

Hala erken günler, ancak ekip son ürünü göz önünde bulundurarak tasarlıyor. Ancalle, "Milyon dolarlık ekipman bulmaya çalışmıyoruz," diyor. “Özellikle proje sağlık sistemlerinin zayıf olduğu kentsel alanlara odaklandığından, bunu herkesin karşılayabileceği bir şey haline getirmeye çalışıyoruz. Satın alınabilirlik yönü bizim için çok önemli.”

Kaynak: Inverse