یک استارت‌آپ در منطقه سیاتل به نام Pattern Computer در حال توسعه یک آزمایش سریع برای COVID-19 بر اساس الگوهای spit-light، یکی از چندین پروژه‌ای است که از سوی این شرکت 7 ساله که در حال طراحی کامپیوتر خود از ابتدا است، پیش می‌رود.
مارک اندرسون، مدیرعامل و یکی از بنیانگذاران، گفت: «موتور کشف الگو» این شرکت به طور خاص برای کشف و تجزیه و تحلیل الگو ساخته شده است و کار بسیار خوبی را انجام می دهد.
Pattern Computer به شدت از عملکرد سیستم خود محافظت می کند و مدل های هوش مصنوعی خود را در مجلات معتبر منتشر نکرده است. محققان خارجی می گویند که تشخیص آنچه در زیر کاپوت وجود دارد دشوار است.
اما رویکرد او استعدادهای با تجربه در علوم کامپیوتر و بیوتکنولوژی را به این استارتاپ جذب کرده است.
تای کارلسون، مدیر ارشد فناوری شرکت، یکی از بنیانگذاران این شرکت، قبلا تیم آمازون را اداره می کرد که محصولاتی مانند آمازون اکو را عرضه می کرد. هیئت مشاوران آن شامل لروی هود، یکی از بنیانگذاران مؤسسه زیست شناسی سیستم ها، پیشگام ژنوم، کریگ ونتر، و بنیانگذار استارتاپ بیوتکنولوژی سریال، جورج چرچ، استاد دانشگاه هاروارد است.
او گفت که اندرسون بنیانگذار و مدیر عامل خبرنامه فناوری سرویس اخبار استراتژیک است که توسط بیل گیتس، جف بزوس، مایکل دل و ایلان ماسک خوانده می شود. او به عنوان یک «پیش‌بینی‌کننده فناوری» شناخته می‌شود و هر ساله ترکیبی از رهبران و دانشمندان فناوری را در کنفرانس «مشاهده آینده» گرد هم می‌آورد (او همچنین یکی از بنیانگذاران موزه نهنگ در جمعه هاربر، واشنگتن، محل زندگی‌اش) بود.
در کنفرانس سال 2015، اندرسون میزبان یک “چالش CTO” بود که در آن شرکت کنندگان یک ابر رایانه رومیزی طراحی کردند. سیستم به دست آمده، بذر کامپیوتر الگو را تشکیل داد. در میان شرکت کنندگان، دیگر بنیانگذاران شرکت، کارآفرین براد هولتز و مایکل ریدل، که قبلاً Autodesk، سازندگان AutoCAD و سایر نرم افزارهای صنعتی را بنیانگذاری کرده بودند، بودند.
کامپیوتر الگو بر روی زیست پزشکی تمرکز دارد. اما همچنین با شرکای خود با مشکلاتی در طراحی مواد، دامپزشکی، مالی، ریاضیات و هوافضا، مانند تجزیه و تحلیل راه‌های کاهش تاخیر در پرواز، مقابله می‌کند.
تا به امروز، Pattern Computer 26 میلیون دلار جمع آوری کرده است که همه آنها از سرمایه گذاران فردی، از جمله Venter و Ken Goldman، مدیر ارشد مالی سابق یاهو و مدیر مالی مشاور پترن، جمع آوری کرده است. اندرسون گفت که این استارتاپ اکنون به دنبال جذب 40 میلیون دلار با ارزش 1.2 میلیارد دلاری است.
هود گفت: “این شرکتی است که رویکرد جدید و جذابی را برای دستکاری و تجزیه و تحلیل کلان داده ها اتخاذ می کند.” هود گفت و هنگامی که همه‌گیری شیوع پیدا کرد، او “عمیقاً به موضوع کووید فکر کرد.”
آماده سازی تست تف
Pattern Computer رویکرد منحصر به فردی برای آزمایش COVID-19 در پیش گرفته است. این شرکت الگوهای نوری را که از درون عبور می کند و توسط تف جذب می شود، تجزیه و تحلیل می کند.
این آزمایش فقط دو قطره بزاق می گیرد و نتیجه را از دستگاه ProSpectral این شرکت در عرض سه ثانیه گزارش می دهد. این دستگاه از رویکردی به نام سنجش فراطیفی استفاده می‌کند که شامل آنالیز نور در تمام طیف‌ها می‌شود.
این آزمایش به جای اندازه‌گیری مستقیم ویروس، پاسخ ایمنی و متابولیک مختلط به بیماری را نشان می‌دهد. اندرسون گفت: “اثر انگشتی برای آن در نور وجود دارد.”
محققان این شرکت مدل خود را با استفاده از تف از 470 نمونه، که تقریباً به طور مساوی بین نمونه‌هایی که برای COVID-19 مثبت و منفی بودند در یک آزمایش PCR تقسیم می‌شوند، آموزش و ارزیابی کردند، روشی مرسوم برای تشخیص بیماری.
اندرسون در نشست نوآوری علوم زندگی در شمال غربی در آوریل امسال گزارش داد که آزمایش الگو می تواند 100 درصد افراد مبتلا به این بیماری را تشخیص دهد، در حالی که 8 درصد از افراد بدون بیماری مثبت کاذب را نشان می دهند. تغییر پارامترهای آزمایش باعث شد تا برخی از موارد کووید-19 شناسایی نشود، اما نتایج مثبت کاذب کمتری به همراه داشت.
این آزمایش همچنین ارزان است: هزینه داخلی اجرای آن حدود 50 سنت است.
تاران گوجرال، زیست‌شناس سیستمی و دانشیار مرکز سرطان فرد هاچینسون، گفت: رویکرد آزمایش “بسیار هوشمندانه” است. گوجرال که هیچ رابطه مالی یا همکاری با این شرکت ندارد، گفت که این روش همچنین نویدبخش تشخیص بیماری های دیگر است و به طور بالقوه امکان آزمایش سریع در فرودگاه ها، بیمارستان ها و میدانی را فراهم می کند.
اندرسون گفت: “ما فکر می کنیم که تشخیص را تغییر می دهد.”
حفظ اسرار شرکت
سایر محققان خارجی گفتند که به اطلاعات بیشتری برای ارزیابی رویکرد شرکت در آزمایش COVID-19 نیاز دارند.
این شرکت فاش نکرد که آیا با استفاده از یک نوع استاندارد اسپکتروفتومتر، که نور را در نمونه‌های بیولوژیکی اندازه‌گیری می‌کند یا ابزار دیگری، داده‌ها را جمع‌آوری می‌کند. دان فو، استادیار شیمی در دانشگاه واشنگتن می‌گوید: «آنها هیچ اطلاعاتی درباره نحوه تولید سیگنال به اشتراک نمی‌گذارند.
یوگنی سوکورنکو، استاد میکروبیولوژی دانشگاه واشنگتن، که به عنوان یکی از بنیانگذاران ID Genomics در حال توسعه یک آزمایش سریع برای انواع کووید-19 است، گفت که نگاه دقیق به داده‌های Pattern Computer – به ویژه داده‌های PCR مورد استفاده برای آموزش و آموزش مهم است. تست مدل های آن
آزمایش‌های PCR با تکثیر DNA ویروسی از طریق چرخه‌های متعدد برای شناسایی یک سیگنال کار می‌کنند. او گفت که آزمایشگاه‌های مختلف از تعداد چرخه‌های متفاوتی برای آزمایش کووید-19 استفاده می‌کنند. اعداد چرخه بالاتر سطوح کمتری از ویروس را شناسایی می کنند.
مت کینر، محقق این شرکت، گفت که اکثر نمونه‌های مثبت کووید-19 رایانه الگو دارای آستانه چرخه زیر 30 بودند – در حالی که به گفته سوکورنکو، آستانه معمولی بالاتر است (معمولاً 35 تا 40).
سوکورنکو گفت که این احتمال را افزایش می دهد که مدل های این شرکت ممکن است سطوح پایین ویروس را هدف قرار ندهند و در نتیجه برخی افراد مبتلا به عفونت های بدون علامت را از دست بدهند.
Keener پاسخ داد که داده های شرکت در تمام آستانه های PCR سازگار است. کینر گفت: نتایج “هیچ حساسیت آماری را به مقدار PCR نشان ندادند.” دقت ما صرف نظر از اینکه مقدار PCR برای یک نمونه آزمایشی انفرادی چقدر است حفظ می‌شود.» او گفت، علاوه بر این، صحت آزمایش این شرکت، چه نمونه‌ها از افراد بدون علامت باشند و چه از افراد علامت‌دار درست است.
سازمان غذا و داروی ایالات متحده قاضی نهایی تست کووید-19 این شرکت خواهد بود.
Pattern Computer برای مجوز استفاده اضطراری از آژانس درخواست کرده است. همچنین چهار کشور دیگر را برای پرتاب احتمالی شناسایی کرده است و شرکای خود را برای کمک به گسترش و انجام آزمایش تعیین کرده است.
کینر گفت: “ما مشتاقانه منتظریم که بتوانیم زمانی که به راحتی در مسیر تاییدیه های نظارتی و موارد مشابه قرار گرفتیم، بیشتر بحث کنیم.”
دیگر پروژه‌های علوم زیستی Pattern Computer شامل استخراج پایگاه‌های اطلاعاتی از فعالیت ژنی در سلول‌های سرطانی برای شناسایی درمان‌های بالقوه مبتنی بر داروهایی است که قبلاً برای بیماری‌های دیگر تأیید شده‌اند – اگرچه به سختی می‌توان گفت که رویکرد شرکت به این مشکل و سایر مشکلات استخراج داده در مقایسه با دیگران چگونه است. که تحقیقات مشابهی روی نمونه های تومور بیمار انجام می دهد.
این شرکت دو ترکیب دارویی را شناسایی کرده است که رده‌های سلولی سرطان سینه را در کشت از بین می‌برد و در حال پیشرفت آنها از طریق آزمایش‌های حیوانی برای تومورهای «سه‌گانه منفی» غیرقابل درمان است. او همچنین در حال تحقیق در مورد درمان سرطان تخمدان و انواع دیگر تومورها است.
امید مقدم، مدیرعامل استارت‌آپ تشخیصی نامیدا لب، در یک سخنرانی سرمایه‌گذار در اوایل سال جاری، گفت که موتور تشخیص الگو به طور قابل‌توجهی دقت پیش‌بینی یک آزمایش آزمایشی سرطان سینه را بر اساس نمونه‌های اشک افزایش داده است. مقدم مشتری و مشاور کامپیوتر الگو است.
و در حالی که پترن پروژه های علوم زیستی خود را در مجلات معتبر منتشر نکرده است، هود گفت: “اولین اولویت آنها این بود که همه چیز را پیش ببرند، که واقعاً مجبور بودند زمان زیادی را برای آن صرف کنند.” من گمان می کنم که آنها در آینده مقالات مقایسه ای را منتشر کنند.
این تیم در چند سال گذشته سیستم و ابزارهای ریاضی خود را با یک تیم ناب متشکل از 21 کارمند اصلاح کرده است. اندرسون گفت: «ما بسیار متواضع بودیم.
کامپیوترهای نسل بعدی
Pattern Computer مسیر گروه های دیگر را دنبال می کند، از آزمایشگاه های دانشگاهی گرفته تا شرکت های فناوری مانند Alphabet، که در حال تغییر روش ساخت و برنامه ریزی رایانه ها هستند. ظهور هوش مصنوعی موجی از نوآوری را به حرکت در می آورد.
مدل های هوش مصنوعی باید تعداد زیادی محاسبات را به طور همزمان انجام دهند. سیهونگ وانگ، استادیار مهندسی مولکولی دانشگاه شیکاگو، گفت: طرح‌های معماری محاسباتی کنونی به یک گلوگاه در «سرعت محاسباتی، هزینه زیرساخت و مصرف انرژی» تبدیل می‌شوند.
وانگ که اخیراً یک تراشه محاسباتی منعطف برای فناوری سلامت پوشیدنی ابداع کرده است، می‌گوید: «افرادی که در بخش سخت‌افزار کار می‌کنند شروع به توسعه نوع کاملاً متفاوتی از پلت‌فرم محاسباتی کرده‌اند که اطلاعات را با شبیه‌سازی عملکرد نورون‌ها در مغز پردازش می‌کند. با سیستم Pattern Computer.
اندرسون گفت که رویکرد Pattern Computer منحصر به فرد است. او گفت که این شرکت یک سیستم هوش مصنوعی ایجاد کرده است که با شبکه عصبی مورد استفاده دیگران متفاوت است. او گفت: «از لحاظ کیفی بسیار متفاوت از زمانی است که شخصی یک شبکه عصبی دارد و آن را فشار می دهد و آن را اصلاح می کند.
اندرسون گفت: «هوش مصنوعی قابل توضیح» Pattern Computer به آن اجازه می‌دهد تا با تعصب‌هایی که می‌توان در مدل‌های یادگیری ماشینی مرسوم‌تر از طریق مجموعه داده‌های آموزشی منحرف ایجاد کرد، مقابله کند.
او گفت: «این به ما امکان می‌دهد ببینیم چگونه و چرا این سیستم توانست به سطوح بالایی از پیش‌بینی دست یابد. “دانستن اینکه چگونه و چرا یک سیستم کار می کند، نوع دانش مورد نیاز برای کشف الگوهای اساسی، بهبود تحقیقات و حل مشکلات واقعی کسب و کار را فراهم می کند.”
نیراج کومار، دانشمند ارشد داده در آزمایشگاه ملی شمال غربی اقیانوس آرام، گفت که ساخت این روش جدید برای درک الگوها یک “مشکل چالش برانگیز” است.
در یک پیش چاپ اخیر با محققان خارجی، محققان این شرکت دیدگاه خود را در مورد اینکه چگونه هوش مصنوعی قابل توضیح می تواند در داده های سلامت اعمال شود، منتشر کردند.
ویجی جاناپ ردی، دانشیار دانشگاه هاروارد که آزمایشگاه محاسبات لبه دانشگاه را مدیریت می کند، گفت: این نشریه به جزئیات در مورد نحوه عملکرد سیستم شرکت پرداخته است. ردی که با این شرکت آشنایی نداشت، گفت: «دریافت چیزهای زیادی در مورد استارتاپ از تجدید چاپ سخت است».
اما کومار به اندازه کافی دیده است که متقاعد شود.
کومار، نویسنده مقاله گفت: «رویکرد محاسباتی Pattern Computer بسیار قوی است. و این اولین گام برای توسعه هوش مصنوعی قابل توضیح با استخراج الگوهای جدید در داده های پیچیده است که با استفاده از تکنیک ها و الگوریتم های تحلیلی مرسوم قابل کشف نیستند.
در همین حال، این شرکت توجه خود را به تأمین تأییدیه نظارتی برای آزمایش COVID-19 خود و برنامه ریزی برای توسعه معطوف کرده است.
اندرسون گفت: «ما نوع متفاوتی از شرکت ایجاد کرده‌ایم. “ما این کار را متفاوت انجام دادیم.”