只要聽咳嗽聲就能辨別是否為新冠肺炎?人工智慧辦到了!!(下)

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只要聽咳嗽聲就能辨別是否為新冠肺炎?人工智慧辦到了!!(下)

人工智慧又出大招啦!!這次是關於判別新官肺炎症狀的技術~有興趣的同學快往下看!!(下)

本篇為下篇,上篇請點只要聽咳嗽聲就能辨別是否為新冠肺炎?人工智慧辦到了!!(上)

AI 檢測咳嗽時異音 找出 COVID-19 無症狀感染者

而在疫情爆發後,研究團隊開始將此技術運用在新冠病毒的篩檢上。團隊一共收集了多達7萬個聲音樣本,來訓練即將迎戰新敵人的人工智慧模型,每個樣本皆包含數次咳嗽的聲音,其中有2500個樣本來自於確診者。蘇比拉納表示:「在醫療領域,這是迄今為止最大的咳嗽數據庫了」。

接著團隊在 1,000 個樣本上測試此 AI 模型,其中樣本有一半為健康者的咳嗽聲,另一半為確診肺炎者的咳嗽聲。在測試中,人工智慧準確地辨識出 98.5% 的確診患者,且辨識出 100% 的無症狀感染者,展現令人歎為觀止的準確性。

 

▲就算是新冠患者未表現出圖中的症狀,人工智慧演算法仍可從咳嗽聲辨識無症狀感染者。 (示意圖,與本事件無關/Photo by UN Response to COVID-19 on Unsplash)

 

 

論文共同作者之一的蘇比拉納表示:「即使患者看似無症狀,一旦染上 COVID-19,其產生聲音的方式也會發生變化。」但他同時也強調,雖然該 AI 能夠檢測出不健康的咳嗽聲,但依然需謹慎使用,因為該工具是以「篩選條件」的方式找到相符的疾病,因此也可能出現偶然地完全符合篩選條件,卻不是 COVID-19 的狀況,不論是個人或醫療人員都須謹慎判斷。

團隊盼推出檢測 APP 民眾在家也可免費自我篩檢

 

▲團隊盼能開發出應用此 AI 的免費應用程式。 (Photo by Brian McGowan on Unsplash)

 

目前團隊正在與多家醫療機構合作,以利建立起更多元的數據庫,使預測更精準。

除此之外,研究團隊也正嘗試開發出應用此 AI 的免費應用程式,如果獲得 FDA(美國食品和藥物管理局,Food and Drug Administration)的許可,接下來團隊將會與私人企業合作,開發手機 APP。該 APP 將可能成為一個免費、便捷、居家性的病毒預先篩檢工具,特別是能夠識別出無症狀感染者。使用者可以將咳嗽聲以手機錄製後,上傳提供 AI 分析,就能得知是否有被感染的可能性,再進行正式的新型冠狀病毒篩檢。

蘇比拉納表示:「如果每個人在去教室,工廠或餐廳之前都使用該診斷工具,則該組診斷工具的有效實施可以減少大流行的傳播。」

長期關注人工智慧相關議題的作家和演講家卡倫姆‧柴斯(Calum Chace)表示,這個能通過咳嗽聲音辨認新冠病毒疾病的演算法是「AI 人工智慧的經典範例」,他過去也曾就 AI 對人類帶來的衝擊提出警告,但這一次柴斯表示:「這是運用 AI 幫助人類的一個好例子,單就這件事來看,我看不出 AI 會帶來什麼危險。」

也許,AI 將能成為阻止疫情擴散的最大助力之一。

 

 

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人工智慧現在可從人的咳嗽聲中,認出對方是否為新冠肺炎患者──就算是無症狀患者,也能被辨識出。在目前全球疫情尚未趨緩之際,AI 可說是為新冠病毒的檢測帶來新希望!

美國麻省理工學院(MIT)實驗室日前發表一篇論文,表示他們開發出的最新 AI 演算法,只要聽到人的「咳嗽聲」,就能知道這個人有沒有感染新型冠狀病毒。重要的是──這個方法對檢測出無症狀患者特別有用。

 


▲ MIT 新開發的人工智慧演算法,光聽咳嗽聲就能辨識新冠患者──包含無症狀患者。(示意圖,與本事件無關/Photo by UN Response to COVID-19 on Unsplash)

 

 

新冠疫情依然在全球多國延燒,有越來越多證據顯示,在新冠病毒感染者中「無症感染者」佔了相當大的比例。這些沒有發燒、咳嗽、四肢無力等明顯特徵的無症狀感染者,因接受檢測的機會遠遠小於有症狀的感染者、難以及早接受治療,故可能持續傳染給他人,成為疫情防堵的最大威脅。

而近日,麻省理工學院(MIT)實驗室公開表示,他們利用 AI 成功開發出一種冠狀病毒檢測的新方法。

該方法的關鍵是分析人的「咳嗽聲」。MIT 研究人員在電氣電子工程學會(IEEE)的《醫療生物工程》(Engineering in Medicine and Biology)期刊上發表一篇論文,文中表示他們發現無症狀感染者發出的咳嗽聲、與身體健康的一般人有所不同,或可幫助協助辨識出感染病毒的患者,使預篩變得更加容易。雖然人耳無法辨認這種細微的差異,但人工智慧 AI 可以。

在此篇論文中,研究人員明確表示,他們已經開發出一種能辨識新冠肺炎患者咳嗽聲的 AI。

「聽聲」看診 人工智慧靠聲音辨識多種疾病

其實在疫情開始流行之前,研究團隊已著手開發能分析咳嗽異聲的 AI。當時的目標是一望能診斷出肺炎、哮喘和阿茲海默症等疾病。

麻省理工學院自動識別實驗室的研究科學家、同時也是此次論文共同作者之一的布萊恩‧蘇比拉納(Brian Subirana)已證明咳嗽異聲可以幫助預測阿茲海默症。由於新冠肺炎與阿茲海默症有某些相同的症狀,因此團隊便思考是否能將此技術應用至疫情檢測上。蘇比拉納表示:「感染新冠病毒疾病之後,就算是沒有出現任何症狀,你發出聲音的方式也會變得不一樣了。」

 


▲新冠患者就算是無症狀,發出的咳嗽聲也會與一般人不同。人類無法辨識其不同之處,但人工智慧可以。(示意圖,與本事件無關/Image by Mary Theresa McLean from Pixabay)

 

 

研究團隊訓練了稱為「ResNet-50」的神經網絡,用 1000 多個小時的語音資料集訓練,以辨識區分不同強度的聲音。有研究成果表示,聲似「mmmm」的發音可以顯示出一個人聲帶肌肉的狀況,AI 可以根據其中細微的不同,判斷出是否有呼吸道症狀。

之後,團隊訓練了第二個 AI 模型,用來區分言語中明顯的情緒狀態。因罹患疾病、神經系統較脆弱的人,表現出沮喪、憂鬱比表達快樂的頻率更高。研究人員是透過蒐集演員表演的資料集來開發出「語音情緒分類器」的模型,讓 AI 得以辨識如平靜、快樂和悲傷等從聲音流露出的情緒。

接著,研究團隊訓練了第三個 AI 模型,專門辨別肺部和呼吸功能的變化。

最後,該團隊將這三個模型結合在一起,並多編寫一種檢測肌肉退化的演算法。團隊試用這組結好的 AI 模型,辨識包括阿茲海默症患者在內的人聲錄音。他們發現,與舊有的 AI 相比,新 AI 可以更好地識別出患有阿茲海默症的聲音樣本。

結論表明,聲帶減弱、語言情緒、肺活量、呼吸功能以及肌肉退化這四個面向是診斷的要點,同時也可用來檢驗是否罹患 COVID-19。

別急著跳出!下一篇文章即將介紹人工智慧如何從咳嗽辨識無症狀患者。請點只要聽咳嗽聲就能辨別是否為新冠肺炎?人工智慧辦到了!!(下)接續看下去!

 

 

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