Talrijke onderzoeken hebben aangetoond dat getrainde honden vele soorten ziekten kunnen opsporen,
Maar het kost tijd om zulke honden te trainen.Wetenschappers hebben gezocht naar manieren om de verbazingwekkende reukvermogens van de neus en de hersenen van de hond te automatiseren in een compact apparaat. Nu heeft een team van onderzoekers van MIT en elders een systeem ontwikkeld dat de chemische en microbiële inhoud van een luchtmonster kan bepalen met een nog grotere gevoeligheid dan de neus van een hond. Wetenschappers hebben het gecombineerd met een machine learning-model dat de onderscheidende kenmerken van ziektesignaleringspatronen identificeert.
Ontdekkingen die onderzoekers zeggenzou op een dag kunnen leiden tot een geautomatiseerd geurdetectiesysteem dat klein genoeg is om in een mobiele telefoon te worden ingebouwd, gepubliceerd in het tijdschriftPLoS ONEin een artikel van Claire Guest van Medical DetectionHonden in Groot-Brittannië. Aan het project namen ook onderzoeker Andreas Mershin van MIT en 18 andere wetenschappers van de Johns Hopkins University, de Prostate Cancer Foundation en verschillende andere instituten en organisaties deel.
Onderzoeksopzet voor het testen van de reukzin van honden.(A) Twee honden, Florin en Midas, geselecteerd om deel te nemen aan de proef. (B) Afbeelding van presentatiecontainers. (C) De testcontainers worden op een metalen arm geplaatst die aan de carrousel is bevestigd. (D) Vergelijking van indicaties voor biopsie-negatieve controle en kankermonsters in een dubbelblind onderzoek. Deze tabel laat zien dat Florin van de 21 controles 5 valse positieven gaf, resulterend in 76,2% specificiteit vergeleken met 6 valse positieven van Midas, resulterend in 70% specificiteit. Beide honden identificeerden 5 van de 7 doelmonsters correct, wat een gevoeligheid van 71,4 opleverde. Krediet: PLOS ONE, CC-BY 4.0, creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
In de afgelopen jaren zijn wetenschappers verbeterdeen miniatuurdetectorsysteem met reukreceptoren van zoogdieren die zijn gestabiliseerd om als sensoren te fungeren. Gegevensstromen worden in realtime verwerkt met behulp van de mogelijkheden van een conventionele smartphone. De detectoren, uitgerust met geavanceerde algoritmen die zijn ontwikkeld door middel van machinaal leren, zouden mogelijk vroege tekenen van ziekte veel eerder kunnen detecteren dan conventionele screening, aldus de wetenschappers.
In de laatste tests heeft het team 50 monsters getesturine van bevestigde gevallen van prostaatkanker en een gezonde controlegroep met honden die zijn getraind en onderhouden door Medical Detection Dogs in het VK en een miniatuurdetectiesysteem. Vervolgens pasten ze een machine learning-programma toe om te zoeken naar overeenkomsten en verschillen tussen de monsters, wat het sensorische systeem zou kunnen helpen om de ziekte te identificeren. Bij het testen van dezelfde monsters was het kunstmatige systeem in staat om de slagingspercentages van honden te vergelijken, waarbij beide methoden meer dan 70% scoorden.
Volgens wetenschappers is het miniatuurdetectiesysteemis eigenlijk 200 keer gevoeliger dan de neus van een hond in termen van zijn vermogen om kleine sporen van verschillende moleculen te detecteren en identificeren. Dit is al bevestigd door gecontroleerde tests die zijn goedgekeurd door DARPA. Om moleculen correct te interpreteren, gebruikten wetenschappers machinaal leren. Hun doel is om subtiele patronen te vinden die honden uit geur kunnen afleiden, maar die mensen niet kunnen achterhalen door middel van chemische analyse.
Lees verder
De eerste nauwkeurige kaart van de wereld is gemaakt. Wat is er mis met de rest?
Welke drones zijn er en wanneer verschijnen passagiersluchttaxi's?
Bekijk de mooiste foto's van Hubble. Wat heeft de telescoop in 30 jaar gezien?
DARPA - Bureau voor geavanceerde ontwikkelingUS Department of Defense Research Projects is een afdeling van het Amerikaanse ministerie van Defensie die verantwoordelijk is voor de ontwikkeling van nieuwe technologieën voor gebruik in het belang van de strijdkrachten.