Tiskane izdaje
Se spomnite znanstvenofantastične serije Zvezdne steze? Tiste prve, iz šestdesetih let, s Kirkom, Spockom in McCoyem? Nekatere od tehnologij, ki so bile takrat še povsem futuristične, so danes že na dosegu roke. »Komunikator«, napravo, s katero so člani posadke komunicirali med seboj ter z matično ladjo, zdaj najdemo tako rekoč v vsakem žepu – mobilni telefoni so postali naši vsakdanji spremljevalci.
Univerzalni prevajalnik? Algoritmi, kakršne razvijajo, denimo, pri Googlu, nalogo opravljajo že precej dobro. Nekatere druge tehnologije se uporabljajo za posebne namene. Vlečni žarek, uradno poimenovan laserska pinceta, raziskovalci uporabljajo za premikanje in urejanje majhnih delcev. Celo teleportacija, prenos objektov med oddaljenimi lokacijami, že deluje – čeprav le na atomski skali.
No, na teleportacijo večjih predmetov ali celo ljudi bo treba še malo počakati. Zato se ustavimo še v ambulanti na vesoljski ladji Enterprise: zdravnik drži v rokah medicinski »trikorder«, napravo, ki lahko takoj prepozna, kakšno bolezen ima pacient. Po oceni nekaterih do tovrstne naprave ni več daleč, izdelati pa si jo prizadeva tudi slovenska ekipa, ki sodeluje na tekmovanju fundacije XPRIZE.
Vizionarske tehnologije
Ameriška fundacija XPRIZE je bila ustanovljena z namenom podpiranja razvoja vizionarskih novih tehnologij, ki bodo koristile vsemu človeštvu. V odboru zaupnikov najdemo zveneča imena, kot so izumitelj Elon Musk, soustanovitelj Googla Larry Page in indijski poslovnež Ratan Tata. Cilj prve nagrade, Ansari XPRIZE, je bil izdelati komercialno potniško vesoljsko plovilo, trenutno pa je razpisana tudi nagrada Google Lunar XPRIZE, katere cilj je pristanek robotskega vozila na Luni.
V zadnjem času sodobne tehnologije prinašajo revolucijo tudi v medicini. Miniaturizacija senzorjev ter razvoj mobilnih naprav in pametnih algoritmov odpirata vrsto novih možnosti za napredno domačo diagnostiko ter posledično za kvalitetnejšo in hitrejšo zdravstveno oskrbo, ki bo med drugim zmanjšala čakalne vrste in omogočila profesionalnemu zdravstvenemu sistemu, da se posveti zapletenim primerom.
Aplikacije na pametnih telefonih so že zdaj zelo priljubljene za spremljanje športne aktivnosti, načrtovanje uravnotežene prehrane ali pa kot zbirke uporabnih podatkov.
Vrhunske naprave
Vendar lahko naredimo še korak dlje. Zamislite si, da vam domača naprava pove, da ste prehlajeni (zato za konec tedna ostanite doma ter pijte čaj z limono in medom), k zdravniku pa vas napoti le, kadar je to res potrebno. To je eden od ciljev tekmovanja Qualcomm Tricorder XPRIZE: izdelati napravo, ki bo sposobna prepoznavati vrsto bolezni vsaj tako dobro kot zdravnik specialist. Izraz »trikorder« je seveda navdihnila zgoraj omenjena znanstvenofantastična serija.
Tekmovanje se je začelo januarja 2012, nanj se je prijavilo približno 300 ekip z vsega sveta. Motivacija je odlična, saj nagradni sklad znaša 10 milijonov ameriških dolarjev. Zmagovalec jih dobi sedem, poleg tega pa se mu odprejo neslutene priložnosti na trgu. V finalni krog tekmovanja se je prebilo deset ekip: štiri ameriške, dve britanski, po ena iz Tajvana, Kanade in Indije – ter ekipa MESI Simplifying diagnostics iz Slovenije.
Slovensko ekipo vodi mlado zagonsko podjetje MESI, ki se ukvarja z izdelavo medicinskih naprav. Njihov glavni izdelek je avtomatski merilnik gleženjskega indeksa, prav tako razvijajo napravo HealthStation, ki bo omogočala diagnozo bolezni srca in ožilja.
V ekipi sodelujejo partnerji tako iz gospodarstva kot iz akademskega sveta. Na Institutu Jožef Stefan (odsek za inteligentne sisteme) prispevamo ekspertno znanje s področja pametnih algoritmov za obdelavo podatkov ter umetne inteligence, na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani razvijajo posamezne senzorje, zdravniki z Medicinske fakultete pa s svojim znanjem usmerjajo in svetujejo. Podjetje D·Labs je prevzelo razvoj mobilne aplikacije in uporabniškega vmesnika, medtem ko Gigodesign skrbi za uporabniško izkušnjo, ki je zelo pomembna komponenta končnega produkta.
Konkretna zahteva tekmovanja je, da naprava kontinuirano spremlja pet vitalnih znakov posameznika (telesno temperaturo, krvni tlak, elektrokardiogram, nasičenost krvi s kisikom in hitrost dihanja) ter prepozna nekaj najpogostejših bolezni moderne dobe, kot so sladkorna bolezen, hipertenzija ali melanom.
Slovensko znanje
Naš sistem sestavljajo pametna zapestnica ter nekaj specializiranih modulov; vse komponente so povezljive s pametnim telefonom. Zapestnica in modul za krvni pritisk skupaj izpolnjujeta prvo zahtevo tekmovanja, odčitavanje vitalnih znakov.
Diagnoza bolezni pa poteka takole: uporabnika mobilna aplikacija najprej povpraša o počutju (»Slabo se počutim« ali »Čutim bolečino«), nato na podlagi odgovorov ter prej izmerjenih vitalnih znakov pametni algoritem, ki združuje ekspertno medicinsko znanje in metode strojnega učenja, uporabniku postavi še nekaj fokusiranih vprašanj o morebitnih simptomih.
Tako algoritem ugotovi, za katero bolezen bi lahko šlo, ter svetuje uporabo enega od specializiranih modulov. Pri sumu na pljučno bolezen, denimo, predlaga modul z mikrofonom za poslušanje dihanja, pri sumu na vnetje mehurja pa urinski test. Zbrani podatki so nato v pregledni obliki predstavljeni zdravniku specialistu, kar bo omogočilo hitrejšo in zanesljivejšo diagnozo, zdravniku prihranilo čas, prav tako bo možen hitrejši začetek zdravljenja. Trenutno je cilj sistema prepoznavanje 15 bolezni, raziskujemo pa že, kako bi ta seznam še razširili.
Vseh deset ekip v finalnem krogu tekmovanja ima zdaj še nekaj mesecev časa, da svoje sisteme izpopolni in komisiji izroči delujoče prototipe. Med majem in oktobrom prihodnje leto bo v ZDA potekalo testiranje naprav na pravih pacientih, slovesna razglasitev zmagovalca tekmovanja pa je napovedana za januar 2016.
Konkurenca je močna, zato nas čaka še veliko dela. Že zdaj pa lahko trdimo, da je ekipa MESI Simplifying diagnostics zgleden primer sodelovanja gospodarstva in raziskovalnih institucij.
Dr. Anton Gradišek, Institut Jožef Stefan
