أظهرت العديد من الدراسات أن الكلاب المدربة يمكنها اكتشاف العديد من أنواع الأمراض،
لكن تدريب مثل هذه الكلاب يستغرق وقتًا.كان العلماء يبحثون عن طرق لأتمتة القدرات الشمية المذهلة للأنف والدماغ في جهاز صغير الحجم. الآن ، طور فريق من الباحثين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وأماكن أخرى نظامًا يمكنه تحديد المحتوى الكيميائي والميكروبي لعينة من الهواء بحساسية أكبر من أنف الكلب. قام العلماء بدمجه مع نموذج التعلم الآلي الذي يحدد الخصائص المميزة لأنماط إشارات المرض.
الاكتشافات التي يقول الباحثونيمكن أن يؤدي يومًا ما إلى إنشاء نظام آلي للكشف عن الرائحة صغير بما يكفي ليتم دمجه في الهاتف المحمول، والذي سيتم نشره في المجلةبلوس واحدفي مقال بقلم كلير جيست من موقع Medical Detectionالكلاب في المملكة المتحدة. وشارك في المشروع أيضًا الباحث أندرياس ميرشين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا و18 عالمًا آخر من جامعة جونز هوبكنز ومؤسسة سرطان البروستاتا والعديد من المعاهد والمنظمات الأخرى.
تصميم الدراسة لاختبار حاسة الشم لدى الكلاب.(أ) تم اختيار كلبين ، فلورين وميداس ، للمشاركة في التجربة. (ب) صورة حاويات العرض. (ج) توضع حاويات الاختبار على ذراع معدني متصل بالحلقة الدائرية. (د) مقارنة مؤشرات التحكم في الخزعة السلبية وعينات السرطان في دراسة مزدوجة التعمية. يوضح هذا الجدول أنه من بين 21 عنصر تحكم ، أعطى فلورين 5 إيجابيات خاطئة ، مما أدى إلى خصوصية 76.2٪ مقارنة بـ 6 إيجابيات كاذبة من Midas ، مما أدى إلى خصوصية 70٪. حدد كلا الكلبين بشكل صحيح 5 من العينات المستهدفة السبعة ، مما أعطى حساسية قدرها 71.4. الائتمان: PLOS ONE ، CC-BY 4.0 ، creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
على مدى السنوات القليلة الماضية ، كان العلماء يتحسنوننظام كاشف مصغر يتضمن مستقبلات شمية للثدييات مثبتة لتعمل كمستشعرات. تتم معالجة تدفقات البيانات في الوقت الفعلي باستخدام إمكانيات الهاتف الذكي التقليدي. قال العلماء إن أجهزة الكشف ، المزودة بخوارزميات متقدمة تم تطويرها باستخدام التعلم الآلي ، يمكن أن تكتشف العلامات المبكرة للمرض في وقت أبكر بكثير من الفحص التقليدي.
في أحدث الاختبارات ، اختبر الفريق 50 عينةالبول من الحالات المؤكدة من سرطان البروستاتا ومجموعة مراقبة صحية باستخدام كلاب مدربة وصيانتها من قبل Medical Detection Dogs في المملكة المتحدة ونظام الكشف المصغر. ثم قاموا بتطبيق برنامج التعلم الآلي لتحديد أي أوجه تشابه واختلاف بين العينات ، مما قد يساعد الجهاز الحسي في التعرف على المرض. عند اختبار نفس العينات ، تمكن النظام الاصطناعي من مقارنة معدلات نجاح الكلاب ، حيث سجلت كلتا الطريقتين أكثر من 70٪.
ووفقا للعلماء، فإن نظام الكشف المصغرهو في الواقع أكثر حساسية 200 مرة من أنف الكلب من حيث قدرته على اكتشاف وتحديد الآثار الصغيرة للجزيئات المختلفة. وقد تم تأكيد ذلك بالفعل من خلال الاختبارات الخاضعة للرقابة المعتمدة من قبل DARPA. ولتفسير الجزيئات بشكل صحيح، استخدم العلماء التعلم الآلي. هدفهم هو محاولة العثور على أنماط دقيقة يمكن للكلاب استنتاجها من الرائحة ولكن البشر لا يستطيعون اكتشافها من خلال التحليل الكيميائي.
قراءة المزيد
تم إنشاء أول خريطة دقيقة للعالم. ما هو الخطأ مع أي شخص آخر؟
ما هي الطائرات بدون طيار الموجودة ومتى ستظهر سيارات الأجرة الجوية للركاب؟
شاهد أجمل صور هابل. ما الذي شاهده التلسكوب خلال 30 عامًا؟
DARPA - مكتب التطوير المتقدممشاريع أبحاث وزارة الدفاع الأمريكية هي إدارة تابعة لوزارة الدفاع الأمريكية مسؤولة عن تطوير تقنيات جديدة لاستخدامها في مصالح القوات المسلحة.