นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Loughborough University, โรงพยาบาล Western General Hospital, มหาวิทยาลัย University of Edinburgh และศูนย์มะเร็ง Edinburge Cancer Centre ในสหราชอาณาจักร ได้ร่วมกันพัฒนาวิธีการ deep learning ที่สามารถวิเคราะห์สารประกอบในลมหายใจมนุษย์และตรวจจับอาการป่วยรวมถึงโรคมะเร็งได้ด้วยประสิทธิภาพที่ดีกว่าความสามารถมนุษย์ทั่วไป
“การดมกลิ่นนั้นถูกใช้โดยสัตว์และแม้แต่พืชก็ใช้เช่นกันเพื่อระบุถึงสารต่างๆ ที่แตกต่างกันหลายร้อยชนิดที่ลอยมาตามอากาศ หากแต่เมื่อเอาความสามารถมนุษย์ไปเปรียบเทียบกับสัตว์ในเรื่องการดมกลิ่นแล้วนั้นถือว่าได้รับการพัฒนาที่น้อยกว่ามาก ซึ่งแน่นอนว่าก็ไม่ได้มีผลต่อการใช้ชีวิตประจำวันแต่อย่างใด” นักวิจัยคุณ Andrea Soltoggio เขียนไว้ใน Smithsonian.com “ด้วยเหตุผลนี้ มนุษย์เราจึงไม่ได้เจาะจงสนใจถึงข้อมูลที่มีจำนวนมหาศาลที่ส่งผ่านมาในอากาศ ซึ่งจะสามารถรับรู้ได้โดยระบบการรับรู้กลิ่นที่มีความไวสูง”
โดยทีมวิจัยได้เทรนระบบโครงข่ายประสาทเทียม (Neural Network) บนเฟรมเวิร์ก TensorFlow และ Keras ด้วยข้อมูลจากผู้ป่วยโรคมะเร็งในแบบต่างๆ ที่ได้รับรังสีบำบัดแล้ว คุณ Angelika Skarysz นักวิจัยปริญญาเอกที่ Loughborough University กล่าว โดยเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของระบบโครงข่ายประสาทเทียม ทีมงานได้เพิ่มจำนวนข้อมูลเทรนโดยใช้วิธีการ data augmentation ซึ่งโครงข่าย Convolutional Neural Network ได้ถูก augment จำนวน 100 ครั้ง
“สิ่งนี้เป็นความสำเร็จในงานด้านการเรียนรู้ของเครื่อง (Machine Learning) เป็นครั้งแรกที่จะพยายามเรียนรู้รูปแบบของไอออนและตรวจจับสารประกอบจากข้อมูลดิบ GC-MS” ทีมกล่าว โดยระบบ Convolutional Neural Network สามารถดำเนินการด้วยศักยภาพสูงสุดเมื่อพัฒนาบนฟีเจอร์เฉพาะ 2 ตัว คือ one-dimensional filter ที่จะปรับตัวเข้ากับโครงสร้างข้อมูล GC-MS โดยเฉพาะ และ three-channel input ที่จะอ่านข้อมูลสัญญาความหนาแน่นสูงกลางต่ำ จากข้อมูลสเปกตรัม GC-MS ที่มีความหลากหลายสูง ด้วยวิธีการใหม่นี้ถูกทำให้ค้นพบการติดป้าย (label) ที่ผิดพลาดจากมนุษย์ที่มีความเชี่ยวชาญ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ดีกว่ามนุษย์โดยทั่วไปได้” นักวิจัยอธิาย
“คอมพิวเตอร์ที่ได้ติดตั้งเทคโนโลยีนี้จะใช้เพียงแค่ไม่กี่นาทีในการวิเคราะห์จากตัวอย่างลมหายในได้อัตโนมัติ ซึ่งก่อนหน้านี้จะต้องใช้เวลาหลายชั่วโมงจากมนุษย์ที่เชี่ยวชาญ” คุณ Soltoggio กล่าว ระบบ AI กำลังจะสร้างกระบวนการต่างๆ ให้มีราคาที่ถูกลงได้ อีกทั้งยังมีความเชื่อถือมากกว่าอีกด้วย
โดยงานวิจัยนี้จะถูกนำเสนอที่งานสัมมนาวิชาการ International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN 2018) ที่ประเทศบราซิล โดยงานวิจัยได้ตีพิมพ์นั้นได้ที่ Research Gate
Source : https://news.developer.nvidia.com/ai-can-smell-illnesses-in-human-breath/
