Во время коронавирусной пандемии инструменты на основе искусственного интеллекта использовались с размахом. Пандемия спровоцировала массовые испытания новых технологических разработок. Мы поговорили с Еленой Введенской, ведущим научным сотрудником Центра научно-информационных исследований по науке, образованию и технологиям ИНИОН РАН, которая отслеживала, как ИИ-технологии использовались в борьбе с COVID’ом.
XX2 ВЕК. Давайте начнём с ИИ в диагностике. Где в дистанционной работе врачей используется ИИ, и всегда ли это использование успешно?
Елена Введенская. Телемедицина не всегда использует ИИ, но, когда использует, он нужен для анализа данных снимков и их интерпретации. Вообще, телемедицина помогает врачу обезопасить себя от пациента, чтобы не заразиться коронавирусом; с помощью этих технологий можно обслужить большой объём пациентов, сэкономить средства. Но есть и негативные моменты — это отсутствие живого контакта с пациентом. Кроме этого, при взаимодействии через экран не всегда можно хорошо спрогнозировать осложнения, и в случае данной пандемии у некоторых пациентов очень резко развивались осложнения, в результате которых они умерли. При помощи телемедицины такое быстрое развитие осложнений врачам трудно отследить.
XX2 ВЕК. А можно пример конкретного продукта?
Е. В. Среди российских разработок — электронный стетоскоп от компании Laenесo. Эта разработка позволяет дистанционно узнавать о состоянии лёгких пациента, распознавать определённые шумы — хрипы, свисты. Согласно данным испытаний, стетоскоп успешно распознает «плохие» шумы в 73% случаев. Пациент сам должен произвести замеры: с помощью инструкции в приложении необходимо «прослушать» 10 определённых точек на теле, а дальше искусственный интеллект всё сделает сам и предоставит результаты, которые можно отправить врачу по почте или в мессенджере. Но в широкое применение разработка пока не вошла, это стартап.
А в московской коронавирусной больнице в Коммунарке испытывали умные очки для защиты врачей. С помощью этих очков можно удалённо наблюдать, что происходит в отделениях, и врачи, находящиеся в инфекционном боксе, могут удалённо координировать действия с коллегами в чистой зоне, вести пациентов. Это дополнило возможности врачей, но всё переложить на телемедицину на данный момент невозможно. Это помощник врача, но не замена.
В борьбе с коронавирусом, как и до этого, ИИ также использовался при анализе снимков компьютерной томографии (КТ), он выносил по ним предварительный диагноз, тем самым облегчая работу врача.
В статье «Глубокое обучение для скрининга коронавируса», опубликованной на arXiv, представлена научная разработка, использующая несколько моделей свёрточной нейронной сети для классификации наборов данных, полученных методом КТ, и вычисления вероятности заражения COVID-19. По предварительным результатам, модель способна предсказать разницу между COVID-19, гриппом и вирусной пневмонией в 86,7% случаев.
Кроме того, уже некоторое время назад появились роботы, которые помогают мониторить пациентов. В больницах провинции Гуандун были внедрены роботы со встроенным алгоритмом ИИ, которые сами могут доставлять больным еду, лекарства, собирать мусор, менять грязное бельё. В США тоже тестировались подобные технологии. Китайские роботы могут открывать двери, подниматься на лифте, обходить препятствия. ИИ здесь используется, как он обычно используется в робототехнике — то есть, для распознавания на видеостриме, регистрируемом фотоэлементами, препятствий на пути, дверных ручек и других объектов.
XX2 ВЕК. Появилось много стартапов на волне коронавируса!
Е. В. Да, и в медицине, и в образовании. Но пока всё сыро. Стали вводить всё, что только могли. Многие высокотехнологичные разработки только апробируются.
XX2 ВЕК. Мне понравилась китайская разработка, позволяющая с помощью камеры на ходу определять температуру всех попавших в кадр людей.
Тут возникает вопрос слежки, в частности, за врачами. Когда у нас есть камеры наблюдения за больницей, ИИ может распознать, например, на всех ли врачах надеты защитные костюмы. Мне кажется, если бы я была врачом, меня бы сильно нервировало то, что за моими действиями кто-то следит.
Е. В. Это очень актуальная тема. Можно вспомнить, что в Москве, в сети клиник и медицинских центров «Медси» искусственный интеллект от компании «Третье мнение» следил за тем, чтобы врач не дотрагивался до маски руками. Если он дотронулся, то его сразу выводили, дезинфицировали, и там в итоге было мало заразившихся врачей. С другой стороны, можно почувствовать себя не очень комфортно в такой ситуации.
XX2 ВЕК. Как отреагировало на усиление слежки в коронавирусный период российское медиасообщество? Были ли разговоры про слежку?
Е. В. Были известны такие процессы, например, когда женщине-инвалиду выписали два штрафа, поскольку она не установила приложение социального мониторинга для отслеживания коронавирусных больных. Эта женщина — лежачий инвалид, она не может выйти из дома, и явно она не нарушала карантина. Этот случай стал резонансным.
Можно вспомнить, что ещё до истории с коронавирусом было дело о городских камерах наблюдения в Москве, материал с которых обрабатывался инструментом распознавания лиц. Этим делом занялась правозащитница Алёна Попова, она заявляла, что такое нововведение нарушает конституционные права человека, что могут приниматься ошибочные решения. Юристы подавали иски к Собянину, которые до сих пор рассматриваются судом. Во время коронавируса также было подано несколько исков, но они были отклонены. Пострадавшие собирались подать свои иски на рассмотрение в Страсбургский суд.
Многие юристы были в шоке. Выходили статьи и передачи, в частности, об этом рассуждал журналист Игорь Шнуренко. Часто можно было услышать мнение, что в Москве строится электронный концлагерь, что Москва — второй Ухань.
XX2 ВЕК. А Ухань — это плохо? Там же сравнительно быстро взяли эпидемию под контроль?
Е. В. Ну, тоталитаризм, слежка. Есть ещё один немаловажный момент: в Москве есть карта «Тройка», которой мы оплачиваем проезд в общественном транспорте. Во время эпидемии, чтобы получить возможность пользоваться общественным транспортом, жители Москвы должны были выписывать цифровой пропуск. Некоторые люди, у которых карта «Тройка» с определённым номером была привязана к этому пропуску, сейчас купили новые карты, а ту просто выбросили, чтобы не было никаких ассоциаций, никакого цифрового следа, чтобы никто не отслеживал его или её передвижение, так как карта становится привязанной к имени человека, каковой она по умолчанию не является.
В Москве отслеживание также было с помощью QR-кодов, городская администрация знала, где ты находишься, знали, с кем ты контактировал. Человек, если он сам инфицирован, или он живёт в квартире с заражёнными родственниками, обязан был установить приложение, которому нужно было дать доступ к функции определения геолокации. А там, даже если идёшь выбрасывать мусор на улицу, некоторых людей штрафовали, что они вышли из дома, и сразу появлялся полицейский с предписанием о штрафе.
В Китае было разработано приложение для эффективного мониторинга тех лиц, которые имели тесные контакты с инфицированными людьми. Гражданам присваивался QR-код. Всего было три его варианта, жёлтый, красный и зеленый. И то, какой цвет присваивали человеку, зависело от риска заразиться и передать инфекцию дальше. По камерам распознавания лиц они устанавливали, что человек был в контакте с заражённым, или заходил в магазин, где был заражённый, и на основе этого присваивался код. Кстати, компанией Hanwang Technology разработана технология распознавания лиц только по видимым при ношении маски чертам лица. То есть, там было просто безупречное отслеживание контактов. Но, насколько я знаю, были и ошибки, например, человеку, у которого должен был быть зеленый код, так как он вообще не выходил из дома, присваивали красный. Люди тоже возмущались по этому поводу. Эти системы, в Москве система социального мониторинга, в Китае QR-коды, были небезупречны, были ошибки в программах, и иногда не тем людям приписывали статус, предполагающий ограничения.
XX2 ВЕК. Давайте теперь поговорим про ИИ в прогнозировании эпидемий.
Е. В. Первоначально ИИ спрогнозировал развитие коронавирусной пандемии на 9 дней раньше, чем человек, 30 декабря. Это было уже после обнародования информации о первых случаях, но вирус ещё далеко не был предметом обсуждения мировой общественности. Эта программа разработана канадской компанией Bluedot и обучена на общедоступных данных о предыдущих эпидемиях: лихорадки Зика в 2014 году и Эбола в 2016-м. Она анализирует статистику распространения коронавируса, и чем больше её накапливается, тем более точными становятся прогнозы.
Сингапурские учёные с помощью машинного обучения сделали прогноз сокращения пандемии в разных странах. Но не везде их модель сработала успешно: согласно ей, Россия свой пик должна была пройти уже в апреле, и к 20 мая эпидемия должна была сойти на нет. Налицо ошибка системы. В итоге 11 мая сингапурским учёным пришлось аннулировать сделанные ранее прогнозы, они их скорректировали и уже прочили конец эпидемии на август. Но так как они постоянно переносили сроки, сейчас точно нельзя сказать, что будет в августе. Спад конечно есть, и врачи это отмечают. Закрываются стационары, по крайней мере в Москве. На данный момент уже более 6 тысяч коек в Москве выведено из под нужд коронавируса. По регионам ситуация отличается, зависит от региона. Но в целом они отстают от Москвы по ходу эпидемиологической кривой на 3—4 недели, потому что у них всё позже началось.
«Сбербанк» в конце апреля также представил собственную ИИ-модель, которая прогнозировала пик коронавируса на 6 мая. Этот прогноз также не сбылся, однако разработчики его корректировали, используя популярную математическую модель SEIR. Последняя описывает объективный «механизм» распространения эпидемий, именно на её основании были приняты ограничительные меры в Москве.
XX2 ВЕК. Почему они не сработали? Если ИИ смог предсказать заранее масштабы грядущей пандемии, почему в данным случае прогнозы не сбылись, хотя данных у нас было значительно больше?
Е. В. Непонятно, может быть это несовершенство систем ИИ. С другой стороны, повлияла новизна и поэтому плохая предсказуемость вируса. Недавно были публикации, что в Нью-Йоркских больницах внезапно исчез коронавирус. Он явно уходит из больниц, больше распространяется его внебольничная форма. Может, возникает больше бессимптомных случаев. Я думаю, что это ещё связано с мутациями вируса.
Сейчас речь идёт о второй волне, которая вроде как начинается, когда ещё не закончилась первая. По прогнозам, такого быть не должно.
XX2 ВЕК. Есть ещё программы, которые предсказывают вероятность смерти, на чём они основывается, какие инструменты есть?
Е. В. Вообще и ранее была такая программа, за год до смерти она хорошо предсказывала соответствующие риски в зависимости от сопутствующих заболеваний и возраста. Что касается коронавируса, здесь тоже заносились данные по сопутствующим заболеваниям, которые усложняли течение: диабет, бронхиальная астма, хроническая обструктивная болезнь лёгких. Иными словами, все те, про которые известно, что они вызывают осложнения. Предсказания учитывали и степень поражения лёгких, видную на КТ. Благодаря этим факторам инструменты и делают свои предсказания. Например, если у пациента поражение лёгких 80% и диабет, то у него мало шансов выжить.
XX2 ВЕК. Ну так-то и мы можем сказать: если у человека диабет и сильное поражение лёгких, то у него мало шансов выжить. Непонятно, в чём прок такого ИИ. Может, он какие-то данные с носимых устройств собирал?
Е. В. Может быть. Есть же прибор, оксигемометр, который замеряет количество кислорода в крови, и, вероятно, при определённом снижении риски увеличиваются. Скорее всего, все эти данные с мобильной электроники использовались. Собирался большой объём данных и от большого количества людей, на этих данных, сопоставленных конечному результату, умер человек или выжил, обучалась нейронная сеть.
XX2 ВЕК. Давайте поговорим про моделирование вакцины. Вот японская корпорация NEC создала проект вакцины от коронавируса при помощи ИИ. А вообще как именно ИИ может помогать в создании вакцины?
Е. В. Ещё в самом начале эпидемии ИИ использовался и для того, чтобы проанализовать белковую структуру коронавируса — это был первый шаг к пониманию, как он работает и какие лекарства нам могут пригодиться. В конце февраля 2020 года американским учёным удалось смоделировать механизм работы «шипа» молекулы коронавируса, который отвечает за инфицирование. Команда Google DeepMind в марте разработала модели неизученных ранее структур белка коронавируса. Это были шаги, предшествующие созданию вакцины.
Уже года два известно, что ИИ пробует создавать лекарства, комбинируя молекулы старых лекарств. Так как он быстрее, чем человек, анализирует данные, он способен быстро спрогнозировать полезность новой смоделированной им молекулы. Был случай, когда ИИ создал лекарство от фиброза лёгких всего за три недели, а человек бы этим занимался не меньше года. А применительно к коронавирусу, например, российский биологический стартап Gero занят поисками лекарств от коронавируса. С помощью ИИ они нашли 10 препаратов для борьбы с вирусом, а ещё 12 проходят клинические испытания.
Вообще вакцина от коронавируса — это непросто, и не факт что она будет работать. В России говорят, что можно создать вакцину, которая будет действовать два года, но насколько это оптимистичная оценка — пока неизвестно, так как по некоторым сведениям, количество определённых антител у переболевших держится только несколько месяцев. То есть, сам вопрос об этой вакцине — неоднозначный.
