Các nhà nghiên cứu từ Viện Công nghệ Georgia, Mỹ, đã phát triển một thiết bị có thể chẩn đoán các bệnh như tiêu chảy, dịch tả và ung thư, bằng cách lắng nghe âm thanh một người “xì hơi”.

Theo Gizchina, họ đã sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để tìm kiếm những thay đổi nhỏ nhất trong quá trình đại tiện, tiểu tiện và xì hơi của cơ thể con người.

Nhóm nghiên cứu đã xây dựng một cơ sở dữ liệu với nhiều video và mẫu âm thanh về chất bài tiết của con người, từ những người khỏe mạnh tới những người bị bệnh để làm cơ sở cho thuật toán của AI. Mục đích của họ là tìm ra một quy trình có thể cho mọi người biết liệu họ có nên đi kiểm tra sức khỏe hay không. Phát minh này được đưa ra khi các chuyên gia trên khắp thế giới đang khám phá những phương pháp chẩn đoán ung thư không xâm lấn mới.

Cỗ máy mang tên S.H.A.R.T

Nhóm nghiên cứu, đứng đầu là kỹ sư nghiên cứu Maia Gatlin, đã đặt tên cho cỗ máy mới là máy “Kiểm tra khả năng tái tạo âm thanh tổng hợp của con người” (S.H.A.R.T.). Tại buổi thuyết trình trong hội nghị thường niên về Động lực học chất lỏng của Hiệp hội Vật lý Mỹ, nhóm nghiên cứu cho biết kết quả nghiên cứu của họ vẫn chưa được công bố trên một tạp chí khoa học nào nhưng họ đang nghiên cứu một thiết bị thu nhận tín hiệu của các bệnh chết người liên quan tới đường tiêu hóa.

Các nhà nghiên cứu tin rằng cảm biến của họ có thể giúp phát hiện bệnh tả bằng cách xác định triệu chứng chính của nó: tiêu chảy.

Gatlin và nhóm của bà đã tạo ra thiết bị nguyên mẫu, bao gồm một micrô ghi lại và lắng nghe tiếng động khi mọi người sử dụng nhà vệ sinh. Bằng cách sử dụng thuật toán AI chạy trên bộ vi xử lý tích hợp, thiết bị có thể xác định chính xác dấu hiệu âm thanh riêng biệt của các triệu chứng liên quan đến tiêu chảy.

Nhóm nghiên cứu đã đào tạo AI bằng cách sử dụng các mẫu âm thanh và video về các hoạt động bài tiết của cơ thể người, thu được từ các nguồn trực tuyến. Sau đó, họ biến chúng thành quang phổ để tạo ra hình ảnh đại diện cho âm thanh.

Vì mỗi âm thanh được liên kết với một loại triệu chứng nhất định, nên thuật toán sẽ học cách phân biệt các đặc điểm quang phổ đặc biệt nào đi kèm với hoạt động bài tiết nào. Sau đó, khi được hiển thị với phổ của các mẫu âm thanh khác, AI sẽ xác định chính xác các hoạt động bài tiết tương ứng. Quan trọng hơn, nó có thể nhận ra âm thanh và triệu chứng tiêu chảy ngay cả khi xung quanh có tiếng ồn.

Kết hợp công nghệ máy học và cảm biến để phát hiện bệnh tiêu chảy

Theo Inverse, có khoảng 500.000 trẻ em chết mỗi năm do các bệnh tiêu chảy như bệnh tả. Đây là nguyên nhân thứ ba gây tử vong ở trẻ em trên toàn thế giới. Trên thực tế, một số quốc gia như Haiti đang trải qua đợt bùng phát của bệnh tả, việc tăng cường khả năng phát hiện những căn bệnh như vậy sẽ giúp ích rất nhiều cho việc điều trị và phòng ngừa.

Mục tiêu của nhóm nghiên cứu khi phát triển thiết bị này là kết hợp các mô hình máy học với các cảm biến giá rẻ và triển khai chúng ở những khu vực dễ bị ảnh hưởng nhất. Bà Gatlin nói rằng việc phân loại các triệu chứng tiêu chảy giúp họ thu thập dữ liệu giúp ích cho những khu vực đang bùng phát dịch bệnh.

Nhóm cũng đang mong muốn mở rộng thử nghiệm của mình và mặc dù công việc của họ vẫn đang ở giai đoạn sơ bộ, nhưng họ hy vọng sẽ tạo ra tác động lớn bằng cách sử dụng các kỹ thuật có thể mang lại khả năng chẩn đoán chính xác.