A IA e o aprendizado de máquina estão ajudando a combater a Covid-19 - veja como

Esta peça foi escrita por Swami Sivasubramanian, VP da Amazon Machine Learning, AWS. Foi publicado originalmente no The World Economic Fórum.

• As organizações foram rápidas em aplicar seu conhecimento de IA e aprendizado de máquina na luta para conter essa pandemia.
• Essas tecnologias estão sendo implantadas em áreas da pesquisa à saúde e até mesmo na agricultura.

Enquanto o mundo luta com o COVID-19, cada grama de inovação tecnológica e engenhosidade aproveitada para combater esta pandemia nos deixa um passo mais perto de superá-la. A inteligência artificial (IA) e o aprendizado de máquina estão desempenhando um papel fundamental na melhor compreensão e abordagem da crise COVID-19. A tecnologia de aprendizado de máquina permite que os computadores imitem a inteligência humana e ingeram grandes volumes de dados para identificar rapidamente padrões e percepções.

Na luta contra o COVID-19, as organizações foram rápidas em aplicar sua experiência em aprendizado de máquina em várias áreas: dimensionamento das comunicações com o cliente, compreensão de como o COVID-19 se espalha e aceleração da pesquisa e do tratamento.

Habilitando organizações a escalar e ajustar

Todo tipo de organização, seja pequena ou grande, pública ou privada, está encontrando novas maneiras de operar com eficácia e de atender às necessidades de seus clientes e funcionários, à medida que o distanciamento social e as medidas de quarentena permanecem em vigor. A tecnologia de aprendizado de máquina está desempenhando um papel importante ao possibilitar essa mudança, fornecendo as ferramentas para apoiar a comunicação remota, habilitar a telemedicina e proteger a segurança alimentar.

Para instituições de saúde e governamentais, isso inclui o uso de chatbots habilitados para aprendizado de máquina para triagem sem contato de sintomas do COVID-19 e para responder a perguntas do público. Um exemplo é Clevy.io, uma startup francesa e cliente da AWS, que lançou um chatbot para tornar mais fácil para as pessoas encontrarem comunicações oficiais do governo sobre COVID-19. Alimentado por informações em tempo real do governo francês e da Organização Mundial da Saúde, o chatbot avalia os sintomas conhecidos e responde a perguntas sobre políticas governamentais. Com quase 3 milhões de mensagens enviadas até o momento, este chatbot é capaz de responder a perguntas sobre tudo, desde exercícios a uma avaliação dos riscos do COVID-19, sem sobrecarregar ainda mais os recursos de instituições de saúde e governamentais. Cidades francesas, incluindo Estrasburgo, Orléans e Nanterre, estão usando o chatbot para descentralizar a distribuição de informações verificadas e precisas.

O aprendizado de máquina está ajudando os líderes a tomarem decisões mais informadas em face do COVID-19

Para evitar qualquer interrupção na cadeia de abastecimento de alimentos, os processadores de alimentos e os governos precisam entender o estado atual da agricultura. A start-up Agri-tech Mantle Labs, outro cliente da AWS, está oferecendo sua solução de monitoramento de safra orientada a IA de ponta para varejistas gratuitamente por um período de três meses para fornecer resiliência e segurança adicionais às cadeias de abastecimento no Reino Unido. A tecnologia funciona para avaliar imagens de satélite de safras para sinalizar problemas potenciais para agricultores e varejistas desde o início, para que eles possam gerenciar melhor o fornecimento, a aquisição e o planejamento de estoque. A plataforma implanta modelos de aprendizado de máquina personalizados para combinar imagens de vários satélites, permitindo uma avaliação quase em tempo real das condições agrícolas.

Compreendendo como COVID-19 se espalha

O aprendizado de máquina também está ajudando pesquisadores e profissionais a analisar grandes volumes de dados para prever a propagação do COVID-19, a fim de atuar como um sistema de alerta precoce para futuras pandemias e identificar populações vulneráveis. Pesquisadores do Chan Zuckerberg Biohub na Califórnia construíram um modelo para estimar o número de infecções por COVID-19 que passam despercebidas e as consequências para a saúde pública, analisando 12 regiões no globo. Usando aprendizado de máquina e parceria com a AWS Diagnostic Development Initiative, eles desenvolveram novos métodos para quantificar não detectado infecções - analisando como o vírus sofre mutação à medida que se espalha pela população para inferir quantas transmissões foram perdidas.

No início desta pandemia, BlueDot, uma start-up canadense e cliente AWS que usa IA para detectar surtos de doenças, foi um dos primeiros a dar o alarme sobre um surto preocupante de uma doença respiratória em Wuhan, China. BlueDot usa IA para detectar surtos de doenças. Usando seus algoritmos de aprendizado de máquina, o BlueDot analisa reportagens em 65 idiomas, junto com dados de companhias aéreas e redes de doenças animais para detectar surtos e antecipar a dispersão de doenças. Em seguida, os epidemiologistas revisam esses resultados e verificam se as conclusões fazem sentido do ponto de vista científico. O BlueDot fornece esses insights para funcionários de saúde pública, companhias aéreas e hospitais para ajudá-los a antecipar e gerenciar melhor os riscos.

O aprendizado de máquina está ajudando os líderes a tomar decisões mais informadas em face do COVID-19. Em março, um grupo de profissionais voluntários, liderado pelo ex-cientista-chefe de dados da Casa Branca DJ Patil, pediu ajuda à AWS para apoiar uma ferramenta de planejamento de cenários que modelou o impacto potencial do COVID-19 para responder a perguntas como: “Como precisamos de muitos leitos de hospital? ” ou “Por quanto tempo devemos emitir um pedido de abrigo no local?” Eles precisavam dimensionar seu modelo de código aberto para que os governadores dos EUA pudessem entender o volume de exposição, infecção e hospitalização para melhor informar seus planos de resposta. Em estreita parceria com a AWS e a Escola de Saúde Pública Johns Hopkins Bloomberg, o grupo mudou o modelo para a nuvem, permitindo-lhes executar vários cenários em apenas algumas horas e implementar o modelo em todos os 50 estados e internacionalmente para ajudar na tomada de decisões que impactar diretamente a propagação global do COVID-19.

As organizações também estão examinando maneiras de limitar a disseminação do COVID-19, particularmente entre as populações vulneráveis. Closedloop, uma start-up de IA com a qual trabalhamos, está usando sua experiência em dados de saúde para identificar aqueles com maior risco de complicações graves do COVID-19. O Closedloop desenvolveu e disponibilizou um índice de vulnerabilidade COVID, um modelo preditivo baseado em IA que identifica as pessoas com maior risco de complicações graves do COVID-19. Este 'Índice C-19' está sendo usado por sistemas de saúde, organizações de gestão de cuidados e companhias de seguros para identificar indivíduos de alto risco, então os chamando para compartilhar a importância da lavagem das mãos e do distanciamento social, e também oferecendo entrega de alimentos, papel higiênico, e outros suprimentos essenciais para que possam ficar em casa.

Acelerando a pesquisa e o tratamento

Os profissionais de saúde e pesquisadores se deparam com um volume exponencialmente crescente de informações sobre COVID-19, o que torna difícil derivar insights que podem informar o tratamento. Em resposta, a AWS lançou CORD-19 Search, um novo site de pesquisa com tecnologia de aprendizado de máquina, que pode ajudar os pesquisadores a pesquisar trabalhos e documentos de pesquisa de forma rápida e fácil e responder a perguntas como "Quando é a carga viral salivar mais alta para COVID-19?"

Construída no Allen Institute for AI conjunto de dados de pesquisa aberta CORD-19 de mais de 128.000 artigos de pesquisa e outros materiais, esta solução de aprendizado de máquina pode extrair informações médicas relevantes de texto não estruturado e oferece recursos robustos de consulta em linguagem natural, ajudando a acelerar o ritmo de descoberta.

Enquanto isso, na área de imagens médicas, os pesquisadores estão usando o aprendizado de máquina para ajudar a reconhecer padrões em imagens, aumentando a capacidade dos radiologistas de indicar a probabilidade da doença e diagnosticá-la mais cedo.

UC San Diego Health tem projetou um novo método para diagnosticar a pneumonia mais cedo, uma condição associada a COVID-19 grave. Essa detecção precoce ajuda os médicos a fazer a triagem rápida dos pacientes para o nível de atendimento apropriado, mesmo antes de o diagnóstico COVID-19 ser confirmado. Treinado com 22.000 anotações por radiologistas humanos, o algoritmo de aprendizado de máquina sobrepõe os raios-X com mapas codificados por cores que indicam a probabilidade de pneumonia. Com créditos doados pela AWS Diagnostic Development Initiative, esses métodos agora foram implantados em todos os baús x -ray e tomografia computadorizada em toda a UC San Diego Health em um estudo de pesquisa clínica.

O aprendizado de máquina também pode ajudar a acelerar a descoberta de medicamentos para ajudar a tratar COVID-19

O aprendizado de máquina também pode ajudar a acelerar a descoberta de medicamentos para ajudar a tratar COVID-19. BenevolentAI, uma empresa de IA do Reino Unido e cliente da AWS, mudou sua plataforma para entender a resposta do corpo ao coronavírus. Eles lançaram uma investigação usando sua plataforma de descoberta de drogas de IA para identificar drogas aprovadas que poderiam inibir a progressão do novo coronavírus. Eles usaram o aprendizado de máquina para ajudar a derivar relações contextuais entre genes, doenças e drogas, levando à proposta de um pequeno número de compostos de drogas. Em poucos dias, o BenevolentAI descobriu que o baricitinibe (um medicamento atualmente aprovado para a artrite reumatóide, de propriedade da Eli Lilly) provou ser o candidato mais forte. O baricitinibe está agora em testes clínicos de estágio final com o Instituto Nacional de Alergias e Doenças Infecciosas dos Estados Unidos (NIAID) para investigar sua eficácia e segurança como um tratamento potencial para pacientes com COVID-19. A velocidade com que a droga entrou em testes clínicos reflete a urgência da pandemia global e a importância da IA em facilitar a descoberta de novos tratamentos.

Estou inspirado e encorajado pela velocidade com que essas organizações estão aplicando o aprendizado de máquina para lidar com o COVID-19. Sempre acreditei no potencial do aprendizado de máquina para ajudar a resolver os maiores desafios do nosso mundo - e essa promessa agora está se concretizando à medida que as organizações respondem a esta crise. Espero que, neste momento difícil, possamos trabalhar juntos em escala global para inovar e encontrar novas maneiras de o aprendizado de máquina contribuir na luta contra o COVID-19.

Este artigo foi publicado originalmente por The World Economic Forum. Para ler o artigo, clique aqui.

(Crédito da imagem: Unsplash)