Стражи Интернета вещей готовы к чрезвычайным ситуациям с сердечно-сосудистыми заболеваниями

Эта статья является частью нашей эксклюзивной серии IEEE Journal Watch, созданной в сотрудничестве с IEEE Xplore.

Болезни сердца и инсульт являются двумя ведущими причинами смертности в мире. И тем не менее, обоих крайне сложно обнаружить, что приводит к их пресловутой репутации молчаливых убийц. Ранняя диагностика заболеваний сердца, включая такие осложнения, как сердечные приступы и инсульты, спасла бы жизни.

Чтобы помочь с ранним обнаружением, исследователи из Соединенного Королевства предлагают целую группу устройств Интернета вещей, искусственного интеллекта и облачных вычислений, чтобы обеспечить оповещения в режиме реального времени, когда у кого-то есть подозрение на сердечно-сосудистую ситуацию.

Мухаммед Голец — доктор философии. В исследовании принимал участие студент факультета информатики Лондонского университета Королевы Марии (QMUL). «Сердечные заболевания трудно обнаружить обычными методами», — говорит он, подчеркивая, что для постановки диагноза часто требуются специальные тесты, такие как электрокардиография и тесты с таллием.

К счастью, одна из специальностей ИИ заключается в выявлении аномалий в данных, обнаружении тонкостей в ситуациях, которые менее очевидны для человеческого глаза. Поэтому Голек предлагает использовать устройства Интернета вещей (включая умные часы и другие носимые устройства) для мониторинга жизненно важных показателей человека, а затем передавать эти данные в облако, где их анализирует алгоритм искусственного интеллекта. Если у человека возникают сердечно-сосудистые осложнения, система отправляет автоматическое предупреждение его врачу и/или ближайшему поставщику медицинских услуг. Платформа называется HealthFaaS — отсылка к популярному термину облачных вычислений «функция как услуга» (FaaS).

Голек и его коллеги описывают, как они создали и протестировали HealthFaaS, в исследовании, опубликованном 18 мая в журнале IEEE Internet of Things Journal. Исследователи проанализировали пять различных ИИ, обученных выявлять сердечные осложнения, основываясь на таких факторах, как точность, точность, отзыв и ранжированные прогнозы. Результаты показали, что модели достигли точности определения риска сердечно-сосудистых заболеваний от 83 до 92 процентов.

Затем команда оценила, насколько хорошо модель с самым высоким рейтингом (называемая LightGMB) работает на бессерверной платформе (Google Cloud Functions) по сравнению с несерверной платформой (Heroku). Они обнаружили, что бессерверная платформа обеспечивает большую пропускную способность и меньшую задержку, чем несерверная платформа, особенно по мере увеличения числа пользователей.

Например, предположим, что системой одновременно пользуются 500 человек. Если число пользователей внезапно увеличится до 10 000, несерверные платформы выйдут из строя и не смогут ответить. «Но бессерверная платформа может реагировать без сбоев, автоматически увеличивая ресурсы», — говорит Голец. «В HealthFaaS мы использовали бессерверную платформу, поскольку она может одновременно обслуживать большое количество пользователей благодаря функции динамического масштабирования. Она также предлагает такие преимущества, как меньшая сложность эксплуатации и оплата по мере использования».

Однако, отмечает он, конфиденциальность и безопасность все еще могут быть проблемой. Чтобы решить эту проблему, он предлагает добавить в HealthFaas такие методы безопасности, как блокчейн, OAuth 2.0 и безопасность транспортного уровня.

В рамках будущей работы Голец говорит, что он хотел бы создать новую структуру для обеспечения безопасности и конфиденциальности в интеллектуальных системах здравоохранения. Он также рассматривает способы объединения искусственного интеллекта и бессерверных вычислений, чтобы еще больше повысить эффективность вычислений для чувствительных ко времени приложений Интернета вещей, таких как мгновенное наблюдение за пациентами и автономные транспортные средства.

HealthFaaS: интеллектуальная система здравоохранения для пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями на базе искусственного интеллекта с использованием бессерверных вычисленийwww.youtube.com