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为打击生物恐怖活动 韩国科学家利用 AI 来检测炭疽

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放大字体  缩小字体 发布日期:2017-08-16   浏览次数:1078
核心提示:  为了袭击生物恐惧主义,韩国的迷信家们曾经开端练习人工智能,以敏捷发明炭疽病。新技巧固然还没有到达完整精确的田地,但比今朝的测试办法要快的多。它可以完全转变我们挑选奥秘的白色粉末炭疽病原体芽孢的方法

  为了袭击生物恐惧主义,韩国的迷信家们曾经开端练习人工智能,以敏捷发明炭疽病。新技巧固然还没有到达完整精确的田地,但比今朝的测试办法要快的多。它可以完全转变我们挑选奥秘的白色粉末——炭疽病原体芽孢的方法,今朝,炭疽病原体芽孢,曾经成为一种致命的“生物兵器”。

为打击生物恐怖活动 韩国科学家利用 AI 来检测炭疽

  韩国迷信技巧院的研讨人员将全息显微镜与 AI 技巧相联合。他们创立的算法可以剖析细菌胞子的图象,在不到一秒钟的时光里肯定它们能否属于炭疽。依据上周在 《Science Advances》上揭橥的一篇论文显示,该项技巧的精确率已达96%。

  据雷锋网懂得,炭疽是由炭疽芽孢杆菌惹起的一种人畜共患的急性沾染病(沾染和细菌平日被称为炭疽)。人们在处置受沾染植物的皮肤或肉类时,会心外埠沾染炭疽。临床上重要表示为皮肤坏逝世、溃疡、焦痂和四周组织普遍水肿及毒血症症状,皮下及浆膜下结缔组织出血性浸润;血液凝结不良,呈煤焦油样,偶可引致肺、肠和脑膜的急性沾染,并可伴发败血症。天然前提下,食草兽最易感,人类中等敏感,重要产生于与植物及畜产物加工接触较多及误食病畜肉的人员。

  炭疽也是一种风险的生物兵器:2001年,美国产生了有名的生物恐惧攻击——“炭疽事宜”,从2001年9月18日开端,有人把含有炭疽杆菌的函件寄给数个消息媒体办公室和两名平易近主党参议员。这个事宜招致5人逝世亡,17人被沾染。

  一旦胞子进入体内,它们会抽芽和滋生,招致流感样疾病和毒血症症状。假如不医治的话,至多85%受沾染的人会逝世亡,有时在症状涌现后一到两天内就会逝世亡(比拟之下,皮肤沾染炭疽病常常不那末致命)。试验室任务人员或是加工植物毛发的人是最轻易沾染炭疽的一类人。关于这类人,有疫苗可以停止医治,我们其别人则有抗生素 ——但这些药物只要在接触后尽快开端的时刻后果最好。

  疾速检测炭疽病很主要

  是以,疾速检测炭疽是很主要的。如今最多见的办法之一是剖析胞子的遗传物资或许在沾染组织中发明的细菌。然则,平日须要给胞子一点时光滋生,以发生足够的遗传物资停止剖析。密苏里年夜学的细菌学家 George Stewart 说,“想要经由过程最快捷的办法取得成果,依然须要投入更年夜的精神”,他也开辟了一种炭疽检测器,并没有介入这项研讨。

  为了追求更快的挑选技巧,这项研讨的重要作者、物理学家 YongKeun Park 与韩国国防迷信研讨所停止了协作。他说,我们的目的是做好预备,以防朝鲜应用炭疽作为生物兵器。

  Park 转向一种被称为全息显微镜的成像技巧:与传统的显微镜分歧,传统的显微镜只能捕获到物体的光散射强度,全息显微镜还可以捕捉光线行进的偏向。因为细胞的构造和构成可以转变光线的反射,研讨人员疑惑,全息显微镜能够捕获到由炭疽和与之亲密相干但毒性较小的品种发生的胞子之间的纤细差异。

  AI可以在几秒钟内辨认炭疽胞子

  雷锋网懂得到, Park 和他的团队练习了一种深刻进修算法,从五种分歧细菌品种的400多个个别胞子中发明个中的症结差别。一种是炭疽芽孢杆菌,它可以或许惹起炭疽,其他四种是与之亲密相干的品种。研讨人员并没有确实地告知 AI 若何鉴别分歧的品种——它本身就发明了这一点。经由一番练习, AI 在年夜约96%的时光内可以将炭疽芽孢与非炭疽芽孢杆菌物种辨别开来。

  该技巧其实不完善,但作为一种旨在检测生物兵器的对象,它必需是(完善的)。“它的缺陷是精度低于惯例办法,” Park 说。每一个细菌品种的多种菌株都接收了剖析,但机械只接收了每一个物种的一种菌株的练习量。Stewart 说,菌株之间奥妙的差别能够会使算法离开现实。虽然如斯,这项新技巧成长异常敏捷,派上用处指日可待。Stewart 说:“它不须要造就生物体,也不须要提取 DNA ,除可以或许使胞子可视化外,它不须要任何其他的器械。”

  “这可以加强我们对这类生物威逼的预备。”

  接上去, Park 愿望为 AI 神经收集供给更多的胞子图象以进步精确性。同时,该办法可用作预挑选对象,用于疾速肯定人们接触的白色粉末能否为炭疽,和能否应启用抗生素。随后可以用更慢、更精确的办法来确认成果。

  Park说:“这篇文章不会转变一切,但这是朝着可以或许疾速检测炭疽的办法迈出的一步。“这可以加强我们对这类生物威逼的预备。”

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