Kan ai uitdagingen voor de mensheid het hoofd bieden?

Geholpen door ai, zoeken wetenschappers naar oplossingen voor de uitdagingen van onze tijd. Zo doet de Universiteit van Chicago onderzoek naar de vroegtijdige opsporing van prostaatkanker en de National Taipei University of Technology (Taipei Tech) naar de inzet van brein-computer-interfaces. Maar óók bedrijven kunnen een rol opeisen.

Ai is in te zetten om de grootste uitdagingen van de mensheid het hoofd te bieden, en prostaatkanker is zo’n uitdaging. Het is na huidkanker de meest voorkomende vorm van kanker en de op een na meest voorkomende oorzaak van kankergerelateerde sterfte onder mannen in de VS (waar prostaatkanker een op de acht mannen treft).

Een algemeen geaccepteerde screeningsmethode is er evenwel nog niet.

Het Research Computing Center en het MRI Research Center aan de Universiteit van Chicago werken nu samen aan een project waarbij multi-parametrische mri-scans worden gecombineerd met deep learning om prostaatkanker nauwkeurig en reproduceerbaar op te sporen, en radiologen te ondersteunen bij het stellen van de diagnose.

Een doel van dit onderzoek is de automatische opsporing van tumoren, waarbij deep learning een rol in beeldclassificatie en -segmentatie speelt. Deze op ai gebaseerde oplossing heeft de potentie om de diagnostiek van prostaatkanker revolutionair te veranderen, de levenskwaliteit van patiënten te verbeteren en de kosten te verlagen door het aantal prostaatbiopsies en -ingrepen tot een minimum te beperken. Het onderzoek wordt mogelijk gemaakt door machine learning- en deep learning-algoritmen, geschaald door Xeon Scalable-processors van Lenovo/Intel. Samen stellen deze bedrijven de universiteit in staat om een computationele wetenschapper in dienst te nemen met ervaring op het gebied van machine learning. Het is een voorbeeld van hoe bedrijven zich kunnen inzetten voor essentiële onderzoeken.

Alzheimer

Ook in andere werelddelen spelen zich interessante ontwikkelingen af. De National Taipei University of Technology (Taipei Tech in Taiwan) heeft een videospel ontworpen waarin spelers hun virtuele raceauto besturen met alleen hun gedachten, ofwel via brein-computer-interfaces (bci). Een dergelijk interface legt een rechtstreekse communicatieverbinding tussen de hersenen en een apparaat, waardoor de deelnemer een computer kan aansturen door middel van hersenactiviteit. Bci is dé nieuwe technologische ontwikkeling.

Om grote hoeveelheden gegevens uit eeg’s (elektro-encefalogrammen) en emg’s (elektro-myogrammen) in realtime te verwerken, is een server nodig die extreem rekenintensieve werklasten aankan. Door middel van een krachtige server, gehost in het AI Innovation Center in Taipei, kan Taipei Tech de eeg- en emg-signalen van de spelers in realtime verwerken. Bovendien kost het maken van modellen van hersengolven hierdoor minder tijd. Hoewel deze baanbrekende technologie oorspronkelijk werd ontwikkeld voor vrijetijdsbesteding, hopen onderzoekers dat het spel uiteindelijk zal worden ingezet om de focus en concentratie van kinderen met ADHD (Attention Deficit Hyperactivity Disorder), maar ook Alzheimerpatiënten te verbeteren. Naar verwachting zijn met deze technologie de cognitieve vaardigheden spelenderwijs te verbeteren.

Klimaat

En er is meer. Zo doet de North Carolina State University (NCSU) onderzoek naar een van de meest zorgwekkende gevolgen van de klimaatverandering: de invloed op onze wereldwijde voedsel- en drinkwatervoorziening. Voor dit onderzoek wordt gebruikgemaakt van satellieten en luchtplatforms die enorme hoeveelheden teledetectiegegevens en hogeresolutiebeelden verzamelen. Deze gegevens (beschikbaar via NASA) zijn in te zetten voor een grote verscheidenheid aan toepassingen, zoals het in kaart brengen van gewassoorten, het vaststellen van overstromingsschade en het doorgronden van de interactie tussen voedsel, energie en water. Omdat de NCSU niet over de krachtige, voor ai geoptimaliseerde infrastructuur beschikt die nodig is voor de deep learning-algoritmen (er moet razendsnel een enorme hoeveelheid geospatiale gegevens worden verwerkt), maakt het gebruik van het Lenovo AI Innovation Center in Morrisville in de Amerikaanse staat North Carolina. Dit centrum beschikt over een voor ai geoptimaliseerde infrastructuur waarmee binnen enkele uren tijd miljarden gegevenspunten zijn te verwerken, iets waarover de NCSU ongeveer een jaar zou doen.

Het project werd gepresenteerd tijdens SuperComputing 2018. Daarbij werd ook een toepassing gedemonstreerd die illustreert hoe ai en teledetectie wereldwijd zijn te benutten om problemen omtrent de voedselzekerheid aan te pakken en de gevolgen van de klimaatverandering tegen te gaan. Bij deze toepassing worden deep learning-technieken gebruikt voor de analyse van teledetectiegegevens, waarmee voorspellingen worden gedaan over de voedselproductie. Dit gebeurt aan de hand van een gewas-opbrengstenkaart met hoge ruimtelijke resolutie, die wordt gegenereerd door het deep learning-netwerk. In de demonstratie wordt tevens Lenovo’s intelligente Computing Orchestration-software (LiCO) belicht, die wordt gebruikt om het deep learning-model te bouwen en te trainen via een grafische gebruikersinterface.

Oproep

Ai en machine learning spelen samengevat een toenemende rol in het vinden van oplossingen voor veel van ’s werelds meest gecompliceerde vraagstukken. Door in dit soort projecten te investeren, kunnen ook bedrijven bijdragen aan de uitdagingen waar de mensheid voor staat. Meer weten? Meld u zich op de website van Lenovo . 

Auteur Tom Sluys is general manager Lenovo DCG Benelux