Искусственный интеллект научили распознавать Covid-19 по звуку кашля

Люди, инфицированные COVID-19, но не имеющих симптомы, не проявляют заметных физических признаков болезни. Таким образом, они с меньшей вероятностью будут проходить тестирование на вирус и могут неосознанно распространить инфекцию среди других.

Однако даже при бессимптомном течении болезни Covid-19 можно выявить. Исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили, что бессимптомные больные могут отличаться от здоровых людей своим кашлем. Человеческое ухо эти различия не улавливает, но искусственный интеллект очень хорошо отличает покашливание зараженных от кашля тех, кто вовсе не болен.

Модель обучали на десятках тысяч образцов кашля, которые участники эксперимента отправляли исследователям. Впоследствии модель успешно идентифицировала кашель подтвержденных больных коронавирусом в 98,5% и бессимптомных больных — в 100% случаев.

На сегодняшний день исследователи собрали более 70 тысяч записей, каждая из которых содержит несколько примеров кашля, всего около 200 тысяч сэмплов. Около 2500 записей были представлены людьми, у которых было подтверждено наличие коронавируса, в том числе в бессимптомной форме.

Ученые создали нейросеть, которую обучили при помощи записей, сделанных в ходе разговоров по телефону или звонков в различных мессенджерах. Модели «скормили» десятки тысяч аудио, на которых присутствовал кашель, дополнив их специально сделанными записями вынужденного кашля.

В ходе исследования были использованы предыдущие наработки ученых, в которых записи вынужденного кашля использовали для прогнозирования развития болезни Альцгеймера. Эта патология связана не только с ухудшением памяти, но и с нервно-мышечной деградацией, такой как ослабление голосовых связок.

После обучения нейросеть точно идентифицировала по кашлю 98,5% людей, у которых было подтверждено наличие Covid-19. В том числе модель определила 100% бессимптомных больных, чей результат теста на коронавирус был положительным. Статья о разработке опубликована в издании IEEE Journal of Engineering in Medicine and Biology.

Сейчас команда ученых работает над тем, чтобы программой можно было пользоваться через мобильное приложение. Если FDA (агентство Министерства здравоохранения и социальных служб США) одобрит разработку в больших масштабах, то приложение может стать бесплатным и удобным инструментом для выявления болезни. Пользователь может когда угодно заходить в приложение, кашлять в свой телефон и мгновенно получать информацию о своем состоянии.

Авторы изобретения подчеркивают, что их разработка не может быть единственным инструментом для диагностики коронавируса. Если ИИ выявит инфекцию, то потом необходимо сдать традиционный тест на Covid-19.