Ученые создали портативное устройство для диагностики вируса по кашлю

МОСКВА, 20 мар — РИА Новости. Портативное устройство с элементами искусственного интеллекта, созданное американскими учеными, позволяет по звукам кашля диагностировать количество больных гриппом и другими вирусными заболеваниями в местах массового скопления потенциально инфицированных людей. Описание устройства приведено в журнале Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Tech.

Исследователи из Массачусетского университета в Амхерсте изобрели портативное устройство с машинным обучением, названное ими FluSense, которое в режиме реального времени определяет в толпе кашляющих людей и анализирует характер кашля на предмет наличия у этих людей гриппа или других вирусных заболеваний.

Устройство состоит из механизма нейронных вычислений, обрабатывающего массив данных, поступающих от сети микрофонов и тепловизорных камер. Система не хранит личную информацию, такую как речевые данные или изображения лиц. Ее датчики настроены только на распознавание неречевых звуковых сигналов и подсчет людей.

На стадии разработки ученые заложили в систему модели кашля, полученные при лабораторных исследованиях, которые в дальнейшем корректировались искусственным интеллектом с помощью машинного обучения. Еще один компонент системы — классификатор, построенный по принципу нейронных сетей, обрабатывает тепловые изображения людей и подсчитывает их.

"Нашей главной целью было создание прогностических моделей на уровне населения, а не на индивидуальном уровне", — приводятся в пресс-релизе университета слова одного из авторов разработки, доцента кафедры компьютерных и информационных наук Таухидура Рахмана (Tauhidur Rahman).

Для испытания системы FluSense ученые установили четыре устройства в прямоугольной коробке размером с книгу в залах ожидания университетской клиники. С декабря 2018 года по июль 2019 года платформа FluSense собрала и проанализировала более 350 тысяч тепловых изображений и 21 миллион неречевых аудиосэмплов.

"Я давно интересуюсь неречевыми звуками, — продолжает Рахман. — Я подумал, если мы сможем уловить звуки кашля или чихания в общественных местах, где обычно собирается много людей, эту информацию можно использовать в качестве нового источника данных для прогнозирования эпидемиологических тенденций".

Исследователи обнаружили, что FluSense с высокой точностью предсказывала ежедневную заболеваемость в университетской клинике. Наборы сигналов FluSense, по словам авторов статьи, "сильно коррелируют с лабораторным тестированием на гриппоподобные заболевания и сам грипп".

© Фото : UMass Amherst

Компоненты системы FluSense

Создатели FluSense говорят, что созданная ими компьютерная платформа предназначена для использования в залах ожидания больниц и поликлиник, а также в любых других общественных местах для оценки текущей ситуации и прогноза эпидемиологического состояния во время сезонных вспышек гриппа, ОРВИ и других вирусных респираторных заболеваний, а также эпидемий и пандемий, таких как COVID-19.

По мнению разработчиков, данные, собранные с помощью новой системы, помогут определить сроки проведения кампаний по вакцинации против гриппа, ограничительных и карантинных мер, спрогнозировать потребность в медикаментах и многое другое.

"Это позволит более точно прогнозировать тенденции развития гриппа, — говорит Рахман. — Ранняя информация, связанная с симптомами, полученная FluSense, может предоставить ценную дополнительную информацию для текущих усилий по прогнозированию заболеваний".

Ученые планируют проверить работу нового устройства в других общественных местах.