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Intelligenza artificiale contro i tumori donata da IBM

Pillole di IA – IBM dona tre progetti di IA per la lotta contro i tumori

Scritto da Salvatore Guaglianone on . Postato in Articoli, Pillole di IA

Il colosso dell’informata fondata da Charles Ranlett, ha donato alla scienza medica tre progetti elaborati in seno ad IBM, rendendole Open Source  per la comunità medica che ogni giorno combatte contro questo grande male della società moderna, ovvero il cancro.

I tre tool resi disponibili da IBM Computational Systems Biology di Zurigo permetteranno ai medici di effettuare studi sui meccanismi molecolari che sono alla base dello sviluppo tumorale e delle possibili terapie.

Il primo tool che andiamo a descrivere è stato chiamato dai suoi creatori PaccMann, sicuramente non sfugge la somiglianza del nome con il noto videogioco degli anni ’80,  adotta un maccanismo di machine learning per l’apprendimento la struttura di questa IA è al quanto particolare in quanto è composta da due sistemi di IA integrati dove uno elabora le informazioni biomolecolari del tumore in esame al fine di comprendere i profili cellulari ed i successivi processi di crescita del tumore; l’altro invece elabora nuovi farmaci antitumorali che collimano con i profili cellulari interessati, dove il principio attivo viene saggiato e valutato virtualmente prima di essere testato in laboratorio.

I due modelli di IA sono stati addestrati separatamente e poi combinati per permettere a PaccMann di diventare il primo generatori di farmaci condizionale specifico.

Il secondo tool denominato Interact, ha come base gli ormai conosciuti processi biologici anomali    dovuti al cancro, tra tutte l’interazione tra le proteina, dove sono presenti innumerevoli studi.
Interact ha l’arduo compito effettuare una metanalisi, ovvero di intrecciare i dati delle numerosissime ricerche ed elaborare un testo unico sulla specifica patologia tumorale, che tenga conto del grado di ricerca assegnatogli. Interact inoltre implementa i dati delle nuove ricerche in modo da fornire una metanalisi sempre aggiornata.

Il terzo tool, prende il nome dal metodo di apprendimento PIMKL (Pathway-induced multiple kernel learning), questo, basandosi sulle conoscenze già acquisite elabora mediante i dati raccolti dai campioni biologici  del paziente delle previsioni di attività tumorale fornendo agli operatori sanitari la possibilità  di determinare e personalizzare i piani di cura.

IBM ha reso disponibili questi tool online fornendo libero accesso anche al codice sorgente per miglioramenti o implementazioni. Di seguito i link per i singoli tool:

PaccMann

Interact

PIMKL

La FIFA mentte in campo l'intelligenza artificiale

Pillole di IA – La FIFA mette in campo l’Intelligenza Artificiale

Scritto da Salvatore Guaglianone on . Postato in Articoli, Pillole di IA

L’ingresso del VAR nei massimi campionati di calcio, delle varie nazioni, non ha avuto l’effetto sperato, ovvero la riduzione significativa dei ricorsi da parte delle squadre nei confronti dell’operato dell’ arbitro in quanto questo è libero di selezionare la migliore inquadratura per valutare la presenza o meno di un’infrazione in particolar modo per le azioni di fuorigioco, causando in aggiunta un allungato dei tempi anche di diversi minuti spezzando i ritmi di gioco delle squadre.

Il massimo organo calcistico internazionale ovvero la FIFA (Fédération Internationale de Football Association) ha dichiarato su Forbes che ha iniziato a lavorare su un sistema dotato di Intelligenza Artificiale per la valutazione del fuorigioco, in modo da coadiuvare l’arbitro nelle decisioni di gioco.

Il sistema utilizza la Computer Vision per il tracciamento ottico, questa tecnologia è già in uso nel mondo del calcio, e non solo, è utilizzata per l’analisi delle prestazioni degli atleti, dove il sistema attribuisce ad ogni giocatore un punto, e lo segue per tutto il tempo di gioco.
Similmente l’intelligenza artificiale attribuisce da 15 a 20pt per ogni giocatore in modo da andare a ben definire gli arti dello stesso. Sulla base di questi punti elabora una linea di fuorigioco e verifica la posizione del giocatore avversario rispetto alla posizione della palla in un determinato momento.

La rete neurale adotta una modalità di auto apprendimento definito Machine Learning, questa modalità di apprendimento ha necessità di tempo per poter ottimizzare al meglio i dati fornite e le immagini analizzate, in quanto deve poter riconoscere la composizione delle squadre ed escludere autonomamente la terna arbitrale durante le valutazioni, creando l’esigenza di portare questa tecnologia direttamente in campo.

Johannes Holzmüller delegato FIFA ha dichiarato a Forbes che il primo l’addestramento sul campo, dell’intelligenza artificiale, è stato nell’ultimo Campionato Mondiale per Club del 2019 con risultati incoraggianti, ma ha aggiunto che per ottenere un’ottima precisione di questo strumento è necessario continuare l’addestramento, di fatti sussiste una collaborazione con alcuni club per permettere il proseguimento dell’addestramento della rete neurale artificiale.

Il debutto potrebbe avvenire nel giro di qualche anno e porterà sicuri miglioramenti mettendo a tacere le così dette “chiacchiere da bar”  oltre che a velocizzare il gioco.

In ultima battuta Holzmüller ha affermato che come l’intelligenza artificiale sta cambiando il mondo dalla medicina al marketing, così cambierà il mondo del calcio, e non esclude che altre sistema di intelligenza artificiale possano subentrare in aggiunta nel prossimo futuro.

Pillole di IA – Intelligenza Artificiale cambierà il modo di fare agricoltura

Scritto da Salvatore Guaglianone on . Postato in Articoli, Pillole di IA

BioBot Guard la nuova intelligenza artificiale che salvaguarda i raccolti

Come stiamo imparando a comprendere l’Intelligenza Artificiale riesce ad entrare in tutti i campi ottimizzando e migliorando le attività dell’uomo e tra queste una delle più antiche è la cura dei campi e delle piantagioni volte all’alimentazione umana ed animale.

Nessuno ipotizzava che questa nuova tecnologia potesse entrare anche in questo settore così ricco di storia e di esperienze umana tramandate di padre in figlio, ma come stiamo scoprendo in realtà in ogni ambito umano frutto di ragionamento ed ancora di più di esperienza l’IA può essere applicata con ottimi risultati.

Oggi parleremo di una tecnologia tutta Italiana sviluppata tra il 2016 ed il 2017 la quale ha vinto anche il Watson Build Challenge 2017 Italiano prima ed Europeo poi, il suo nome è BioBot Guard, questa implementa al suo interno delle tecnologie di ultima generazione come i droni, le immagini ad alta risoluzione e geo-referenziate, il riconoscimento visivo mediante deep Learning tutto questo al fine di indentificare gli insetti dannosi per le coltivazioni, identificando grazie alla georeferenziazione la zona a rischio o appena colpita, dove la rete neurale comprende quale agente lesivo è in atto ed interviene inviando dei droni con il fito−trattamento specifico o mediante la posa di insetti antagonisti all’agente lesivo.

Il test di prova per il BioBot Guard è stato effettuato nei campi di coltivazione delle famose patate bianche DOP di Oreno. Questa particolare tipologia di patata che ha rischiato e rischia tuttora l’estinzione in quanto anche se molto buona è poco produttiva inoltre è spesso attaccata da alcuni insetti nocivi come la Dorifera, che ne riducono maggiormente la produzione. La rete neurale che ha fatto volare i droni sui campi di patate ha catturato le immagini geo-referenziate che hanno permesso di identificare l’agente lesivo e far agire i droni nei siti specifici, tutto in piena autonomia macchina, con risultati sorprendenti.

Il  BioBot Guard sfrutta un sistema di IA avanzata chiamata Cognitive Computing, ed è il secondo step dopo il Machine Learning che resta fondamentale per l’intelligenza artificiale.
Il CC di fatti permette di imparare mediante l’esperienza anche in nuovi contesti, proprio questo permette di aprire, questa tecnologia su ambiti diversi come i fiori, o i vigneti, dove in California ed in Australia hanno estensioni smisurate e l’uso di droni per mappare, individuare malattie o insetti nocivi per trattare le colture può rappresentare una svolta agricola, con importanti effetti positivi dal lato economico.

Il Cognitive Computing sarà il futuro dell’intelligenza artificiale in quanto potrà essere adottato in diversi settori, svolgendo ruoli di prima importanza per l’economicità delle aziende, inoltre potrà essere adottato nelle piccole e medie imprese in quanto acquisirà in autonomia le competenze per migliorare la gestione e quindi i profitti dell’azienda stessa.

IA salva i koala

Pillole di IA – L’intelligenza artificiale salva i koala dagli incidenti

Scritto da Salvatore Guaglianone on . Postato in Pillole di IA

L’Australia da diversi anni sta affrontando un vero e proprio dramma estivo, in quanto diversi incendi vengono appiccati in modo doloso, questi favoriti dai forti venti ardono velocemente la vegetazione con in impatto catastrofico non solo per la vegetazione a anche per gli animali di questo ecosistema.
Secondo Nature Climate Change nel periodo compreso tra settembre 2019 e gennaio 2020 sono andati distrutti quasi 10 milioni di ettari di foresta australiana, inoltre l’università di Sydney ha stimato una perdita di oltre 1 miliardo di animali uccisi a causa degli incendi.

Tra le maggiori vittime animali si è riscontrato essere proprio il koala, questo simpatico marsupiale arboricolo dalle abitudini sedentarie, si caratterizza per i suoi movimenti relativamente lenti, proprio queste sue caratteristiche lo hanno reso vulnerabile, si pensi che la stima sul famoso territorio denominato Isola dei Canguri siano morti tra 37 e 45mila esemplari, circa il 90% della popolazione locale.

Questo ha spinto la comunità scientifica coadiuvata dallo stato e dalle associazioni per la salvaguardia selvatica australiana a sviluppare un sistema di monitoraggio di questi splendidi marsupiali mediante l’ausilio dell’IA.

Come funziona?

Mediante l’ausilio di telecamere ad infrarossi installate sui droni è possibile effettuare la scansione termica delle foreste che ospitano questi animali, identificabili facilmente in quanto questi hanno una temperatura ben distinta rispetto al paesaggio circostante.
I dati vengono elaborati poi dall’IA che mediante l’attività di machine learning permette il riconoscimento di questi animali.

Sul drone vi è installato anche un GPS il quale permette alla rete neurale di associare al singolo esemplare identificato dal sistema di IA, anche le sue coordinate riuscendo così ad avere una mappatura completa delle posizioni di tutti gli esemplari, permettendo ai volontari di intervenire in caso di incendio sottraendoli alla morte.

Le attività di machine learning non sono ancora terminate del tutto in quanto il margine d’errore è ancora di circa il 14%, ma viene già utilizzata in quanto l’estate australe è alle porte e non si vuole permettere che accada più le stragi degli anni passati.

Scenari futuri

Questa tecnologia potrebbe essere implementata su larga scala non solo per i Koala ma anche per molte altre specie di animali, oltre che potrebbe svilupparsi un nuovo modello di salvaguardia ambientale permettendo alla rete neurale di riconoscere svariati animali di un determinato ecosistema per il monitoraggio costante delle specie adottando diverse tecnologie come video, IR, UV, onde sonore, etc.

Pillole di IA – Primo antibiotico messo a punto dall’Intelligenza Artificiale

Scritto da Salvatore Guaglianone on . Postato in Pillole di IA

Con questa nostra rubrica stiamo scoprendo tutte le potenzialità dell’IA, che sta cambiando considerevolmente il nostro mondo con delle scoperte davvero sorprendenti per il miglioramento della vita dell’uomo su questa terra, portando alcuni colossi dell’informatica, come Microsoft, ad investire sia nella conservazione dell’ambiente che in ambito medico per la salvaguardia della salute.

In ambito medico diversi studi che implementano l’intelligenza artificiale stanno portando grandi risultati. Tra gli ultimi risultati che hanno un notevole impatto scientifico troviamo Halicin, questo è il nome di un nuovo antibiotico identificato grazie allo sviluppo di un sistema di intelligenza artificiale sviluppato da alcuni ricercatori del MIT(Massachusetts Institute of Technology) con a capo Jim Collins esperto di bio-ingegneria. Il team del MIT ha messo a punto una rete neurale che riuscisse ad analizzare circa 2500 molecole con proprietà antibiotiche, di cui 800 di origine naturale, in modo da elaborare delle nuove molecole con proprietà antibiotiche ma con strutture differenti rispetto agli attuali antibiotici, inoltre mediante un programma di machine Learning sono state individuate quei composti più sicuri per l’uomo.
Halicin permette di aumentare la permeabilità della membrana cellulare batterica dissipando il gradiente elettrochimico sotto forma di calore, il gradiente protonico è indispensabile alla cellula per produrre ATP (molecole ad alto contenuto energetico utilizzato per il metabolismo cellulare) quindi in mancanza di energia, la cellula batterica va incontro alla morte.

I primi studi in vitro hanno dato ottimi risultati su quasi la totalità delle specie batteriche testate oltre a non manifestare alcun genere di antibiotico resistenza dopo 30 giorni di test a basso dosaggio. Oggi questo antibiotico viene studiato in laboratorio per poi passare alla sperimentazione umana.

Questo stesso studio ha permesso di identificare altre 8 molecole, che potenzialmente potrebbero essere utilizzate come antibiotici ad ampio spettro, anch’essi con sintesi strutturale diversa dagli antibiotici attualmente presenti in commercio. Per due di queste otto molecole è iniziato la prima fase di sperimentazione in vitro portando già buoni risultati che fanno ben sperare tutto il mondo scientifico.  

 L’intelligenza artificiale mediante la scoperta di Halicin conferma che questi algoritmi “super-smart” faranno parte sempre di più della nostra vita quotidiana, migliorando il nostro modo di vivere, oltre che nel marketing e l’industria.

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