Adskillige undersøgelser har vist, at trænede hunde kan opdage mange typer sygdomme, bl.
Men det tager tid at træne sådanne hunde.Forskere har ledt efter måder at automatisere de fantastiske olfaktoriske evner i hundens næse og hjerne i en kompakt enhed. Nu har et team af forskere fra MIT og andre steder udviklet et system, der kan bestemme det kemiske og mikrobielle indhold af en luftprøve med endnu større følsomhed end en hunds næse. Forskere har kombineret det med en maskinlæringsmodel, der identificerer de karakteristiske træk ved sygdoms-signalmønstre.
Opdagelser, siger forskerekunne en dag føre til et automatiseret lugtdetektionssystem, der er lille nok til at blive indbygget i en mobiltelefon, offentliggjort i tidsskriftetPLoS ONEi en artikel af Claire Guest fra Medical DetectionHunde i Storbritannien. Forsker Andreas Mershin fra MIT og 18 andre forskere fra Johns Hopkins University, Prostate Cancer Foundation og flere andre institutter og organisationer deltog også i projektet.
Undersøgelsesdesign til test af hunde lugtesans.(A) To hunde, Florin og Midas, udvalgt til at deltage i forsøget. (B) Billede af præsentationsbeholdere. (C) Testbeholderne placeres på en metalarm, der er fastgjort til karrusellen. (D) sammenligning af indikationer for biopsi-negativ kontrol og kræftprøver i en dobbeltblind undersøgelse. Denne tabel viser, at af 21 kontroller gav Florin 5 falske positiver, hvilket resulterede i 76,2% specificitet sammenlignet med 6 falske positiver fra Midas, hvilket resulterede i 70% specificitet. Begge hunde identificerede korrekt 5 af de 7 målprøver, hvilket gav en følsomhed på 71,4. Kredit: PLOS ONE, CC-BY 4.0, creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
I løbet af de sidste par år har forskere forbedret siget miniaturedetektorsystem, der omfatter pattedyrs olfaktoriske receptorer, der er stabiliseret til at fungere som sensorer. Datastrømme behandles i realtid ved hjælp af funktionerne i en konventionel smartphone. Detektorerne, der er udstyret med avancerede algoritmer udviklet ved hjælp af maskinlæring, kunne potentielt opdage tidlige tegn på sygdom meget tidligere end konventionel screening, sagde forskerne.
I de seneste tests testede teamet 50 prøverurin fra bekræftede tilfælde af prostatakræft og en sund kontrolgruppe ved hjælp af hunde, der er uddannet og vedligeholdt af Medical Detection Dogs i Storbritannien og et miniaturedetektionssystem. Derefter anvendte de et maskinlæringsprogram for at lede efter eventuelle ligheder og forskelle mellem prøverne, hvilket kunne hjælpe det sensoriske system med at identificere sygdommen. Ved testning af de samme prøver var det kunstige system i stand til at sammenligne succesrater for hunde, hvor begge metoder scorede over 70%.
Ifølge videnskabsmænd, miniature detektionssystemer faktisk 200 gange mere følsom end en hunds næse i forhold til dens evne til at opdage og identificere bittesmå spor af forskellige molekyler. Dette er allerede blevet bekræftet af kontrollerede test godkendt af DARPA. For at fortolke molekyler korrekt brugte videnskabsmænd maskinlæring. Deres mål er at forsøge at finde subtile mønstre, som hunde kan udlede af duften, men som mennesker ikke kan finde ud af gennem kemisk analyse.
Læs mere
Det første nøjagtige kort over verden blev oprettet. Hvad er der galt med alle andre?
Hvilke droner er der, og hvornår vises lufttaxier med passagerer?
Tjek de smukkeste billeder af Hubble. Hvad har teleskopet set i 30 år?
DARPA - Office of Advanced DevelopmentUS Department of Defense Research Projects er en afdeling af det amerikanske forsvarsministerium, der er ansvarlig for at udvikle nye teknologier til brug i de væbnede styrkers interesse.