Tại sao AI lại là vũ khí hiệu quả hàng đầu trong cuộc chiến chống COVID-19?

Virus Corona chủng mới (COVID-19) là một trong những dịch bệnh có mức độ lây nhiễm cao nhất từng xuất hiện trên hành tinh xanh của chúng ta trong nhiều thập kỷ qua.

Chỉ trong hơn 3 tháng kể từ khi được phát hiện ở Trung Quốc, COVID-19 đã lây lan sang hơn 90 quốc gia, làm lây nhiễm hơn 185.000 người, và cướp đi hơn 3.500 mạng sống.

Trong bối cảnh các chính phủ và tổ chức y tế tìm mọi cách để ngăn chặn sự lây lan của virus corona, mọi sự trợ giúp đều được chào đón, bao gồm cả sự trợ giúp từ trí tuệ nhân tạo. Dù công nghệ AI hiện nay vẫn còn rất lâu nữa mới có thể mô phỏng được trí tuệ con người, chúng ngày càng chứng minh được tính hữu dụng trong việc theo dõi dịch bệnh, chẩn đoán bệnh nhân, khử trùng các khu vực nhiễm khuẩn, và đẩy nhanh quá trình tìm thuốc chữa cho COVID-19.

Khoa học dữ liệu và machine learning là hai trong số những vũ khí hiệu quả nhất mà chúng ta có được trong cuộc chiến chống lại đại dịch virus corona.

Theo dõi dịch bệnh với machine learning

Ngay trước khi bước sang năm mới 2020, một nền tảng trí tuệ nhân tạo tên BlueDot, chuyên theo dõi các bệnh dịch lây nhiễm trên toàn thế giới, đã đánh dấu một nhóm các ca bệnh “viêm phổi bất thường” xuất hiện quanh một khu chợ ở Vũ Hán, Trung Quốc. Chín ngày sau đó, Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đã công bố phát hiện ra một chủng virus corona mới trong cơ thể một người bị bệnh viêm phổi ở Vũ Hán.

BlueDot sử dụng các thuật toán xử lý ngôn ngữ tự nhiên và học máy để đọc thông tin từ hàng trăm nguồn, nhằm pát hiện những dấu hiệu ban đầu của các đại dịch truyền nhiễm. AI này tìm kiếm các thông cáo từ các tổ chức y tế, các chuyến bay thương mại, các bản báo cáo y tế trong chăn nuôi, dữ liệu thời tiết từ vệ tinh, và các bản tin. Với một lượng lớn dữ liệu liên quan virus corona được tạo ra mỗi ngày, thuật toán AI có thể giúp lọc ra những dữ liệu có thể cung cấp thông tin quý giá về sự lây lan của virus. Nó còn có thể tìm những mối quan hệ quan trọng giữa các điểm dữ liệu, như mô hình di chuyển của những người đang sống trong các vùng bị ảnh hưởng nặng nhất bởi virus.

Công ty này còn tuyển dụng hàng chục chuyên gia trên nhiều lĩnh vực, bao gồm hệ thống thông tin địa lý, phân tích không gian, mô hình hóa dữ liệu, khoa học máy tính, và các chuyên gia y tế về bệnh truyền nhiễm lâm sàng, du lịch và y học nhiệt đới, và y tế công. Các chuyên gia đánh giá thông tin đã được đánh dấu bởi AI trước đó và gửi đi những bản báo cáo về những điều họ phát hiện ra.

Kết hợp với sự trợ giúp từ các chuyên gia con người, AI của BlueDot không chỉ có thể dự báo thời điểm khởi đầu của một đại dịch, mà còn dự báo được nó sẽ lây lan ra sao. Trong trường hợp của COVID-19, AI đã xác định thành công các thành phố nơi virus có thể lây lan sau khi đã “lộ diện” ở Vũ Hán. Các thuật toán học máy nghiên cứu về mô hình di chuyển đã dự báo được nơi những người đã tiếp xúc với virus corona có khả năng đi đến.

Trung Quốc dùng Robot để phun thuốc khử trùng nơi công cộng

Sử dụng thị giác máy tính để phát hiện sự lây nhiễm của virus corona

Bạn có lẽ đã thấy quy trình giám sát – sàng lọc COVID-19 tại các cửa khẩu và sân bay. Các nhân viên y tế sử dụng súng đo nhiệt và quan sát dấu hiệu sốt, ho, và khó thở ở các hành khách.

Các thuật toán thị giác máy tính có thể làm điều tương tự nhưng ở quy mô rộng lớn hơn nhiều. Một hệ thống AI phát triển bởi gã khổng lồ công nghệ Trung Quốc Baidu sử dụng các camera tích hợp thị giác máy tính và cảm biến hồng ngoại để dự đoán nhiệt độ của mọi người ở các khu vực công cộng. Hệ thống có thể giám sát tối đa 200 người mỗi phút và phát hiện nhiệt độ của họ với độ sai lệch chỉ 0,5 độ C. AI sẽ đánh dấu bất kỳ ai có nhiệt độ trên 37,3 độ C. Công nghệ này hiện đang được sử dụng tại Nhà ga tàu lửa Qinghe, Bắc Kinh.

Alibaba, một gã khổng lồ công nghệ Trung Quốc khác, đã phát triển một hệ thống AI có thể phát hiện virus corona trong các bản chụp CT ngực. Theo các nhà nghiên cứu đã phát triển hệ thống này, AI có độ chính xác 96%. AI được huấn luyện dựa trên bộ dữ liệu từ 5.000 ca bệnh virus corona và có thể tiến hành kiểm tra trong 20 giây, so với 15 phút như khi các chuyên gia con người chẩn đoán bệnh nhân. Nó còn có thể nói ra sự khác biệt giữa virus corona và virus gây viêm phổi thông thường. Thuật toán này sẽ giúp tăng cường sức mạnh cho các trung tâm y tế vốn đang bị áp lực phải giám sát các bệnh nhân để phát hiện tình trạng lây nhiễm COVID-19. Được biết, hệ thống này hiện đang được triển khai tại 100 bệnh viện trên toàn Trung Quốc.

Một AI riêng rẽ được phát triển bởi các nhà nghiên cứu từ Bệnh viện Renmin của Đại học Vũ Hán, Công ty công nghệ y học EndoAngel Vũ Hán, và Đại học Khoa học Địa chất Trung Quốc, đạt độ chính xác đến 95% trong việc phát hiện COVID-19 trong các bản chụp CT ngực. Hệ thống này là một thuật toán học sâu được huấn luyện dựa trên 45.000 bản chụp CT giấu tên. Theo một tài liệu đăng tải trên medRxiv, hiệu suất của AI tương đương với các chuyên gia về X-quang.

Robot ở tiền tuyến trong cuộc chiến chống COVID-19

Một trong những cách chính để ngăn lây lan virus corona là hạn chế tiếp xúc giữa bệnh nhân lây nhiễm với những người chưa từng tiếp xúc với virus. Chính vì vậy, nhiều công ty và tổ chức đã tìm cách tự động hóa một số thủ tục mà trước đây đòi hỏi các nhân viên y tế và đội ngũ y bác sỹ phải tương tác với bệnh nhân.

Các công ty Trung Quốc hiện đang sử dụng drone và robot để tiến hành giao hàng không chạm và phun thuốc khử trùng tại các khu vực công cộng nhằm giảm thiểu nguy cơ lây nhiễm chéo. Các robot khác được sử dụng để kiểm tra tình trạng sốt và các triệu chứng khác của COVID-19 trên người bệnh, và pha chế xà phòng và gel rửa tay tiệt trùng miễn phí.

Trong các bệnh viện, robot được sử dụng để phân phát thức ăn và thuốc cho bệnh nhân và khử trùng phòng ốc nhằm giảm công việc cho y tá. Các robot khác đảm nhiệm việc nấu cơm mà không cần người giám sát, giảm bớt số lượng nhân viên cần thiết để vận hành một cơ sở y tế.

Tại Seattle, các bác sỹ sử dụng robot để liên lạc với bệnh nhân và chữa trị cho họ từ xa nhằm giảm thiểu sự tiếp xúc giữa đội ngũ y tế và người bị nhiễm bệnh.

AI giúp đẩy nhanh quá trình nghiên cứu thuốc

Cuộc chiến chống virus corona chưa thể kết thúc khi chúng ta chưa phát triển được vaccine giúp mọi người miễn dịch trước virus này. Nhưng phát triển thuốc là một quá trình rất lâu dài và tốn kém. Chi phí cho việc này có thể lên đến hơn 1 tỷ USD và mất thời gian đến 12 năm. Đó rõ ràng là mốc thời gian chúng ta không thể có được trong bối cảnh virus tiếp tục lây lan ở tốc độ ngày càng nhanh.

May thay, AI có thể giúp tăng tốc quá trình này. DeepMind, phòng thí nghiệm AI mà Google mua lại vào năm 2014, mới đây đã công bố sử dụng học sâu để tìm thông tin mới liên quan cấu trúc protein của COVID-19. Đây là một quy trình thông thường mất nhiều tháng để thực hiện.

Hiểu được cấu trúc protein có thể sẽ mang lại những manh mối quan trọng để hình thành nên công thức vaccine cho virus corona. DeepMind là một trong nhiều tổ chức đang chạy đua để phát triển loại vaccine này. Họ đã và đang vận dụng kết quả của hàng thập kỷ nghiên cứu học máy, cũng như kết quả từ những nghiên cứu về protein.

Quy trình nghiên cứu thuốc

“ Hệ thống dự đoán cấu trúc của chúng tôi vẫn đang được phát triển, và chúng tôi không chắc chắn về tính chính xác của những cấu trúc mình cung cấp, dù rằng chúng tôi tự tin rằng hệ thống này chính xác hơn so với hệ thống CASP13 trước đây” – các nhà phát triển DeepMind nói. “ Chúng tôi xác nhận rằng hệ thống của chúng tôi từng cung cấp dự báo chính xác về cấu trúc protein tăng đột biến của SARS-CoV-2 qua giám định thực nghiệm, đã được chia sẻ trong ngân hàng dữ liệu protein, và điều đó mang lại cho chúng tôi sự tự tin rằng mô hình dự báo của mình đối với các protein khác sẽ hữu ích“.

Dù còn quá sớm để nói liệu chúng ta đã đi đúng hướng hay chưa, những nỗ lực nêu trên là rất đáng khen ngợi. Bớt được một ngày trong quá trình tìm ra vaccine cho virus corona, hàng trăm, hay thậm chí là hàng ngàn sinh mạng sẽ có thể được cứu vớt.