Son teknoloji suni zekalı tıbbi cihazlar için bir sonraki sınır, giyilebilir cihazlar yada başucu monitörleri değil, bizzat insan vücudunun içidir. Cochlear’ın yeni lansmanı Nucleus Nexa Sistemi Suni zeka modellerini süre içinde geliştirmek için aşırı güç kısıtlamalarını yönetirken, kişiselleştirilmiş verileri cihazda depolarken ve kablosuz aygıt yazılımı güncellemelerini alırken makine öğrenimi algoritmalarını çalıştırabilen ilk koklear implantı temsil eder.
Suni zeka uygulayıcıları için teknik güçlük şaşırtıcı: beş değişik işitsel ortamı gerçek zamanlı olarak sınıflandıran bir karar ağacı modeli oluşturmak, bunu onlarca yıl dayanması ihtiyaç duyulan minimum güç bütçesine haiz bir cihazda çalışacak şekilde optimize etmek ve tüm bu tarz şeyleri insan sinir dokusuyla direkt arayüz oluşturarak yapmak.
Karar ağaçları ultra düşük kuvvetli informasyon işlemle buluşuyor
Sistemin zekasının temelinde, gelen sesi çözümleme eden ve bunu Konuşma, Gürültüde Konuşma, Gürültü, Müzik yada Sessiz olarak sınıflandıran çevresel bir sınıflandırıcı olan SCAN 2 yatıyor.
Cochlear’ın Küresel CTO’su Jan Janssen, “Bu sınıflandırmalar hemen sonra bir tür makine öğrenimi modeli olan karar ağacına girdi olarak veriliyor” diye açıklıyor. Suni Zeka Haberleri. “Bu karar, implanta gönderilen elektrik sinyallerini uyarlayan ses işleme ayarlarını bu duruma bakılırsa ayarlamak için kullanılıyor.”
Model harici ses işlemcisi üstünde çalışıyor sadece işin ilginçleştiği nokta şu: İmplantın kendisi Dinamik Güç Yönetimi vesilesiyle zekaya katılıyor. Veri ve güç, gelişmiş bir RF bağlantısı vesilesiyle işlemci ile implant arasına serpiştirilerek yonga setinin, ML modelinin çevresel sınıflandırmalarına bakılırsa güç verimliliğini optimize etmesine olanak tanır.
Bu bir tek akıllı güç yönetimi değil; implante edilebilir informasyon işlemdeki en zor sorunlardan birini çözen son teknoloji suni zeka tıbbi cihazlarıdır: Pilini değiştiremediğiniz bir aleti 40 yılı aşkın süre süresince iyi mi çalışır durumda tutarsınız?
Uzaysal zeka katmanı
Sistem, çevresel sınıflandırmanın ötesinde, hedef ve gürültü uzaysal modelleri oluşturmak için iki oldukca yönlü mikrofondan gelen girdileri kullanan bir uzaysal gürültü algoritması olan ForwardFocus’u kullanıyor. Algoritma, hedef sinyallerinin önden, gürültünün ise yanlardan yada arkadan geldiğini varsayar ve arkasından arka plandaki paraziti azaltmak için uzaysal filtreleme uygular.
Bunu suni zeka açısından dikkate kıymet kılan otomasyon katmanıdır. ForwardFocus bağımsız olarak emek harcayarak karmaşık işitsel sahnelerde gezinen kullananların bilişsel yükünü ortadan kaldırabilir. Uzamsal filtrelemeyi etkinleştirme sonucu, çevresel analize dayalı olarak algoritmik olarak gerçekleşir; kullanıcı müdahalesi gerekmez.
Yükseltilebilirlik: Tıbbi aygıt suni zeka paradigma değişimi
Bunu önceki nesil implantlardan ayıran buluş şudur: implante cihazın kendisinde yükseltilebilir donanım yazılımı. Geçmişte koklear implant cerrahi olarak yerleştirildiğinde kabiliyetleri donmuştu. Yeni sinyal işleme algoritmaları, geliştirilmiş ML modelleri, daha iyi gürültü azaltma; bunların hiçbiri mevcut hastalara yarar sağlayamaz.
Nucleus Nexa İmplantı bu denklemi değiştiriyor. Odyologlar, Cochlear’ın tescilli kısa menzilli RF bağlantısını kullanarak harici işlemci vesilesiyle aygıt yazılımı güncellemelerini implanta iletebilir. Güvenlik, protokol düzeyinde korumalarla beraber fizyolojik kısıtlamalara (sınırı olan iletim aralığı ve düşük güç çıkışı, güncellemeler esnasında yakınlık gerektirir) dayanır.
“Akıllı implantlarla aslına bakarsak bir kopyasını saklıyoruz [of the user’s personalised hearing map] Janssen şöyleki deklare etti: “Böylece bunu kaybedersiniz. [external processor]size boş bir işlemci gönderebilir ve onu takabiliriz; haritayı implanttan alır.”
İmplant, dahili belleğinde dört adede kadar benzersiz harita saklar. Suni zeka dağıtımı açısından bakıldığında bu, tehlikeli sonuç bir problemi çözüyor: Donanım bileşenleri arızalandığında yada değiştirildiğinde kişiselleştirilmiş model parametrelerini iyi mi korursunuz?
Karar ağaçlarından derin sinir ağlarına
Cochlear’ın mevcut uygulaması, çevresel sınıflandırma için karar ağacı modellerini kullanıyor; tıbbi cihazlara yönelik güç kısıtlamaları ve yorumlanabilirlik gereksinimleri dikkate alındığında pragmatik bir seçim. Sadece Janssen, hızla gelişen teknolojinin nereye doğru gittiğini şöyleki özetledi: “Makine öğreniminin karmaşık bir biçimi olan derin sinir ağları kanalıyla suni zeka, gelecekte gürültülü ortamlarda işitme mevzusunda daha çok gelişme sağlayabilir.”
Şirket ek olarak sinyal işlemenin ötesinde suni zeka uygulamalarını da araştırıyor. Janssen, “Cochlear, rutin kontrolleri otomatikleştirmek ve yaşam boyu bakım maliyetlerini azaltmak için suni zeka ve bağlantı kullanımını araştırıyor” dedi.
Bu, uç suni zekalı tıbbi cihazlar için daha geniş bir yörüngeye işaret ediyor: reaktif sinyal işlemeden tahmine dayalı sıhhat izlemesine, manuel klinik ayarlamalardan otonom optimizasyona kadar.
Edge AI engelleme problemi
Bu dağıtımı makine öğrenimi mühendisliği açısından büyüleyici kılan şey engelleme yığınıdır:
Güç: Aygıt, devamlı ses işleme ve kablosuz aktarıma karşın tam günlerle ölçülen pil ömrüyle minimum enerjiyle onlarca yıl çalışmalıdır.
Gecikme: Ses işleme, fark edilemeyecek bir gecikmeyle gerçek zamanlı olarak gerçekleşir; kullanıcılar, konuşma ile sinirsel uyarım arasındaki gecikmeyi tolere edemez.
Güvenlik: Bu, sinir dokusunu direkt uyaran dirimsel ehemmiyet taşıyan bir tıbbi cihazdır. Model başarısızlıkları bir tek rahatsız edici olmakla kalmıyor, hem de yaşam standardını de etkiliyor.
Yükseltilebilirlik: İmplantın, donanım değişimi olmadan 40 yılı aşkın bir süre süresince model iyileştirmelerini desteklemesi gerekir.
Mahremiyet: Sıhhat verilerinin işlenmesi aygıt üstünde gerçekleşir; Cochlear, 500.000’den fazla hasta veri kümesinde model eğitimi için herhangi bir veri Gerçek Dünya Kanıt programına girmeden ilkin sıkı bir kimlik gizleme işlemi uygular.
Bu engellemeler, ML modellerini bulutta ve hatta akıllı telefonlarda dağıtırken karşılaşmadığınız mimari kararları zorlar. Her miliwatt önemlidir. Her algoritmanın tıbbi güvenlik açısından doğrulanması gerekir. Her ürün yazılımı güncellemesi kurşun geçirmez olmalıdır.
Bluetooth’un ötesinde: Bağlantılı implantın geleceği
İleriye dönük olarak Cochlear, Bluetooth LE Audio ve Auracast gösterim ses özelliklerini uyguluyor; bunların her ikisi de implant için gelecekte donanım yazılımı güncellemeleri gerektiriyor. Bu protokoller, güç tüketimini azaltırken geleneksel Bluetooth’tan daha iyi ses kalitesi sunar, sadece daha da önemlisi, implantı daha geniş destek dinleme ağlarında bir düğüm olarak konumlandırır.
Auracast gösterim sesi, halka açık mekanlarda, havalimanlarında ve spor salonlarında ses akışlarına direkt bağlantıya izin vererek implantı izole edilmiş bir tıbbi cihazdan, ortam bilişim ortamlarına katılan bağlantılı bir suni zeka tıbbi aletine dönüştürür.
Uzun vadeli vizyon, entegre mikrofonlara ve pillere haiz, tamamen implante edilebilir cihazları ihtiva eder ve harici bileşenleri tamamen ortadan kaldırır. Bu aşamada, insan vücudunun içinde çalışan, ortamlara uyum elde eden, gücü optimize eden, bağlantıyı aktaran, tüm bu tarz şeyleri kullanıcı etkileşimi olmadan gerçekleştiren tamamen otonom suni zeka sistemlerinden bahsediyorsunuz.
Tıbbi aygıt suni zeka planı
Cochlear’ın dağıtımı, benzer kısıtlamalarla karşı karşıya kalan uç suni zeka tıbbi cihazları için bir plan sunar: karar ağaçları şeklinde yorumlanabilir modellerle başlayın, güç için agresif bir halde optimize edin, ilk günden itibaren yükseltilebilirliği geliştirin ve tipik 2-3 senelik tüketici aleti döngüsü yerine 40 senelik ufku tasarlayın.
Janssen’in belirttiği şeklinde, bugün piyasaya sürülen akıllı implant “aslına bakarsak daha da akıllı bir implantın ilk adımıdır.” Süratli yineleme ve devamlı dağıtım üstüne kurulu bir sanayi için, suni zeka gelişimini sürdürürken on senelik ürün yaşam döngülerine uyum sağlamak büyüleyici bir mühendislik mücadelesini temsil ediyor.
Mesele, suni zekanın tıbbi cihazları dönüştürüp dönüştürmeyeceği değil; Cochlear’ın kurulumu bunu aslına bakarsan yaptığını kanıtlıyor. Sual, öteki üreticilerin engelleme sorununu ne kadar süratli çözebileceği ve benzer akıllı sistemleri pazara sunabileceğidir.
Yalnızca Batı Pasifik Bölgesi’nde işitme kaybı olan 546 milyon şahıs için bu yeniliğin hızı, tıpta suni zekanın bir prototip hikâye olarak mı kalacağını yoksa bakım standardı mı olacağını belirleyecek.
(Fotoğraf: Koklear)
Ek olarak bakınız: FDA AI dağıtımı: İlaç düzenlemesinde yenilik ve nezaret
Sektör liderlerinden suni zeka ve büyük veri hakkında daha çok informasyon edinmek ister misiniz? Çıkış yapmak Yapay Zeka ve Büyük Veri Fuarı Amsterdam, Kaliforniya ve Londra’da gerçekleşiyor. Kapsamlı etkinlik, TechEx ve öteki önde gelen teknoloji etkinlikleriyle aynı yerde bulunuyor, tıklayın Burada daha çok informasyon için.
AI News tarafınca desteklenmektedir TechForge Medyası. Yaklaşan öteki kurumsal teknoloji etkinliklerini ve web seminerlerini keşfedin Burada.
