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Covid-19: Intelligenza Artificiale rileva gli Asintomatici dal Microfono dello Smartphone

Bentornato/a su How to Social!

Sono quasi sicuro che quando hai letto questo titolo, hai pensato all’ennesimo clickbait sull’argomento o che, semplicemente, si tratta di uno scenario da fantascienza irrealizzabile.

Le cose non stanno esattamente così.

La notizia di un’intelligenza artificiale in grado di rilevare gli asintomatici direttamente dal microfono dello smartphone, è comparsa qualche giorno fa sul sito del Mit e in redazione ci è sembrato giusto parlarne (visto che ovviamente in Italia non se ne parla).

Ma procediamo con ordine e vediamo di capire come funziona questa nuova tecnologia, che potrebbe rappresentare un vero punto di svolta nella lotta al covid-19.

Che cos’è un Intelligenza Artificiale?


Anche se ormai si parla di intelligenza artificiale molto spesso (e per fortuna anche in Italia), noto purtroppo ancora un po’ di confusione sull’argomento.

Uno dei più grandi ingegneri italiani in questo campo, ovvero Marco Somalvico, ha usato queste parole per la definizione di intelligenza artificiale:

L’intelligenza artificiale è una disciplina appartenente all’informatica, che studia i fondamenti teorici, le metodologie e le tecniche, che consentono la progettazione di sistemi hardware e sistemi di programmi software, capaci di fornire all’elaboratore elettronico prestazioni che, a un osservatore comune, sembrerebbero essere di pertinenza esclusiva dell’intelligenza umana.

Ok, letto così, sembra un po’:

insomma, lavoriamo in una ferramenta.

Per dirla in parole più semplici, l’intelligenza artificiale è quando un essere umano insegna ad un computer a:

  • pensare umanamente: cioè insegnare alla macchina come risolvere un problema, nello stesso modo in cui lo farebbe un essere umano;

  • pensare in modo razionale: insegnare non solo alla macchina come risolvere un problema, ma anche ad usare la logica per farlo;

  • agire umanamente: il risultato finale dell’operazione svolta dalla macchina, non è in alcun modo distinguibile dal risultato che otterrebbe un umano;

  • agire razionalmente: il processo con cui la macchina risolve il problema, è sempre quello che gli permette di ottenere il miglior risultato possibile, con le informazioni a disposizione.

Una sintesi più estrema di tutto questo è: insegnare alle macchine, ai computer e ai sistemi intelligenti, a compiere operazioni complesse e a risolvere grandi problemi, così come farebbero gli esseri umani, ma con la potenza e la velocità che solo un computer può avere.

Tutto molto bello no?

Anche se, ti avviso, almeno nei film anni 80′ finisce così:

Intelligenza Artificiale e Asintomatici: perché?


Perché un’intelligenza artificiale dovrebbe rilevare proprio la positività al Covid-19 degli asintomatici e non dei sintomatici?

Sappiamo benissimo che, le persone asintomatiche, ma positive al virus, non mostrano sintomi fisici associabili alla malattia: in pratica, nella maggior parte dei casi, la loro vita continua “normalmente” e talvolta si può essere completamente inconsapevoli di essere positivi.

Ma proprio i ricercatori del MIT (Massachusetts Institute of Technology), che per chi non lo sapesse, è uno dei centri di ricerca più importanti del mondo, hanno scoperto che i soggetti asintomatici, tossiscono in modo diverso dalle persone negative.

Una differenza di frequenze per niente percepibile o decifrabile all’orecchio umano, ma rilevabile da un’intelligenza artificiale.

E da qui l’idea geniale: creare un algoritmo in grado di riconoscere queste frequenze e decretare dalla tosse rilevata da un microfono di uno smartphone, se una persona è positiva asintomatica al Covid-19.

Ma vediamo più nel dettaglio come funziona questa tecnologia che potrebbe essere di un’utilità incredibile nel caso in cui continuasse ad essere sviluppata.

Come funziona veramente?


Il team del Mit ha pubblicato di recente un articolo sull’IEE Journal of Engineering in Medice and Biology, parlando proprio di questo modello di intelligenza artificiale, in grado di distinguere le persone asintomatiche da quelle sane, grazie alle registrazioni di tosse forzata.

Tutti i partecipanti alla ricerca, hanno semplicemente inviato volontariamente, tramite smartphone, tablet e laptop, le registrazioni della propria tosse al team.

I ricercatori per mesi, hanno “addestrato” l’algoritmo con decine di migliaia di campioni di tosse e di parole pronunciate dai partecipanti:

quando hanno iniziato la seconda fase, dopo aver dato abbastanza informazioni all’algoritmo, questo modello ha identificato in maniera accurata il 98,5% dei colpi di tosse di persone positive al Covid-19.

In questo momento, il team di ricercatori sta lavorando per incorporare questo modello in un’app user-friendly che, se approvata dalla FDA, potrebbe essere utilizzata su larga scala, come uno strumento di pre-screening completamente gratuito e non invasivo.

in pratica, ogni persona che pensa di essere asintomatica o che semplicemente vuole controllare il suo stato di salute, potrà tossire (anche tutti i giorni) nel proprio telefono e sapere immediatamente se ha possibilità di essere infetto o meno.

In quel caso poi, verrà sottoposto a tampone per confermare l’esito della positività.

Una ricerca iniziata prima della Pandemia


Prima dell’inizio della pandemia, alcuni gruppi di ricerca avevano già addestrato algoritmi con lo stesso sistema per diagnosticare polmonite e asma.

Nello stesso modo, il MIT stava provando a sviluppare un modo per rilevare segni di Alzheimer, da registrazioni di tosse forzata e rilevando la degradazione neuromuscolare delle corde vocali.

La ricerca per rilevare segni di Alzheimer si è sviluppata così:

  • fase 1: il team ha addestrato un algoritmo di apprendimento automatico generale (ResNet50), per riconoscere i suoni associati a diversi gradi di forza delle corde vocali;

  • fase 2: il team ha addestrato una seconda rete neurale per distinguere gli stati emotivi evidenti nel linguaggio, sviluppando un modello di classificazione di uno stato emotivo, addestrando la rete su un set di dati di attori che intonano stati emotivi (neutro, calmo, felice e triste);

  • fase 3: il team ha combinato tutti e 3 i modelli, sovrapponendo un altro algoritmo in grado di rilevare la degradazione muscolare. Questo algoritmo è quello in grado di distinguere i colpi di tosse forti, da quelli deboli.

Con questo sistema gli sviluppatori hanno scoperto che, nell’insieme, forza delle corde vocali, stato emotivo, prestazioni polmonari e respiratorie e la degradazione muscolare, sono dei biomarcatori efficaci, per rilevare e diagnosticare la malattia.

Grazie a questo studio e a tutti i dati raccolti, è stato possibile sviluppare un modello simile anche per quanto riguarda gli asintomatici positivi al Covid-19

In questo momento i ricercatori hanno più di 70.000 registrazioni di colpi di tosse diversi, che si attesta al momento come il più grande set di dati ricerca sulla tosse disponibile al mondo.

Di queste, 2500 registrazioni sono associate al Covid-19 e, insieme ad altre 2500 registrazioni casuali dalla raccolta, è stato possibile addestrare il modello AI a riconoscere con precisione la tosse dei pazienti Covid, rispetto a quelli sani.

Quali sono gli Scenari?


Questo modello non ha di certo lo scopo di diagnosticare il Covid sostituendosi ai tamponi che, al momento, restano il test più attendibile per rilevare il virus, ma quello che è certo, è che se si riuscisse a sviluppare una risorsa gratuita come un’app, in grado di rilevare con accuratezza la tosse dei positivi asintomatici, la lotta al Covid farebbe un gigantesco passo in avanti.

Prova a immaginare: non hai i sintomi del Covid, ma sei stato a contatto con un soggetto positivo o comunque in una situazione di rischio.

In questo caso, dovresti andare per forza di cose ad eseguire un tampone o un test sierologico.

Ma se questo sistema dovesse davvero funzionare, potresti semplicemente tossire nel tuo smartphone e usare un’app gratuita, per scoprire se sei asintomatico o meno.

Certo, al momento non parliamo di accuratezza al 100%, ma se questo nuovo metodo farà la sua comparsa nel mondo, sarà soltanto dopo aver passato tutti i test delle commissioni tecnico-scientifiche del caso.

In questo momento la ricerca del team sta continuando in collaborazione con ospedali in tutto il mondo, per riuscire a “dare in pasto” all’algoritmo, quanti più campioni di tosse forza possibile.

Insomma:

INCROCIAMO LE DITA, NO?

Grazie a Kesson per la notizia.

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Content Creator, Social Media Manager, Blogger e Docente. Sono nato Freelance e morirò da Freelance!
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