هوش مصنوعی با توانایی تشخیص اهمیت فکس؛ جدیدترین سلاح در مقابل کرونا

ویروس کرونا افراد بسیار زیادی در سراسر جهان را گرفتار کرده است. در حال حاضر تقریبا تمام کلاس‌های آموزشی به‌صورت آنلاین برگزار می‌شوند و افراد زیادی به‌صورت دورکار به انجام کار خود مشغول هستند. این ویروس سرعت انتقال بالایی دارد و به همین دلیل ظرف مدت نسبتا کوتاهی توانست به بیشتر کشورهای جهان برسد. متأسفانه افرادی نیز به دلیل ابتلا به این ویروس جان خود را از دست داده‌اند.

تاکنون آزمایش‌های بسیاری برای ساخت واکسن‌ جلوگیری از ویروس کرونا انجام شده است و در حال حاضر چندین نسخه مختلف از این دارو تولید شده و به مرحله آزمایش انسانی رسیده است؛ اما هنوز این بیماری بر سراسر جهان احاطه دارد و تیم‌های پزشکی برای مداوای افراد بیمار تلاش می‌کنند. افرادی که در ایالات متحده آمریکا مشغول یاری رساندن به بیماران هستند، اکنون اطلاعات بیشتری درباره‌ی دستگاه‌ها و وسایل مورد نیاز برای مقابله با این بیماری دارند.

براساس گزارش Wired، کارکنان قسمت پاسخ‌دهی به امور مربوط به Covid-19 در بخش بهداشت شهرستان کنترا کوستا در نزدیکی سانفرانسیسکو، اکنون ابزارهای بیشتری برای آگاهی از روش‌های مختلف تشخیص بیماری و اطلاع‌رسانی موارد مربوط به آن در دست دارند. یکی از این ابزارهای جدید و تا حدی عجیب، به دستگاه‌ نمابر (فکس) مربوط می‌شود. شاید افراد کمی بدانند؛ اما فکس برای پاسخگویی به مسائل مربوط به همه‌گیری کرونا در ایالات متحده آمریکا وسیله‌ای حیاتی است.

سراسر این شهرستان، آزمایشگاه‌ها و ارائه‌دهندگان خدمات بهداشتی گزارش‌های افراد درگیر با ویروس کرونا را به دپارتمان محلی بهداشت ارسال می‌کنند. مسئولان سرویس‌های خدمات بهداشتی کنترا کوستا، از این داده‌ها برای شروع ردیابی بیماران یا ارسال کمک در موارد خاص، استفاده می‌کنند. از کمک‌های اضافه در نظر گرفته‌شده می‌توان به مراقبت خاص در خانه اشاره کرد.

در یک روز عادی در کنترا کوستا، تنها نزدیک به نیمی از گزارش‌های مذکور از طریق رسانه‌های الکترونیکی ارسال می‌شوند؛ مابقی که صدها برگه هستند، توسط فکس به دست مسئولان می‌رسند. همین مسئله باعث می‌‌شود خواندن آن‌ها کار بسیار دشوار و زمان‌بری شود. استریبلینگ، متخصص برنامه بهداشت عمومی کنترا کوستا، می‌گوید:

ممکن است انجام این کار، به‌خصوص در روزهای اوج ویروس کرونا، بسیار زمان‌بر و طولانی شود. این احساس که «من هرگز نمی‌توانم از پس این همه فکس بربیایم» در وجود انسان ایجاد می‌شود.

اما بار دیگر علم به کمک انسان‌ها آمده و خبر خوبی برای پاسخ‌دهندگان نمابر شهرستان کنترا کوستا آورده است. برای کمک به این افراد در فرایند بررسی اسناد ارسال‌شده توسط فکس، از فناوری جدیدی کمک گرفته می‌شود. دپارتمان بهداشت این منطقه با همکاری محققان دانشگاه استنفورد، نرم‌افزاری ساخته‌ و آن را Covid Fast Fax نام‌گذاری کرده‌ است. این نرم‌افزار کار پاسخ‌دهندگان این بخش را چند برابر آسان‌تر می‌کند.

Covid Fast Fax وظیفه‌ دارد اضطراری‌ترین فکس‌های ارسالی را با استفاده از الگوریتم‌ یادگیری ماشین، پرچم‌گذاری کند. هنگامی که کارمندان بهداشت از تعطیلات کوتاه سال نوی خود بازگشتند، صدها فکس انباشته‌شده وجود داشت که هنوز خوانده نشده بود؛ اما حداقل می‌دانستند باید از کجا شروع کنند و کدام گزینه‌ها اضطراری‌تر هستند. استریبلینگ در توضیح این فناوری می‌گوید تعطیلات بهترین زمان برای آزمایش این نرم‌افزار بود.

مانند بسیاری از وضعیت‌های دیگر که در روزهای شیوع ویروس کرونا در ایالات متحده آمریکا ایجاد شد، مسئله فکس‌ به ضعیف بودن زیرساخت‌های مربوطه اشاره می‌کرد. البته باز هم ذهن‌های خلاق در کنار نیازهای لحظه‌ای قرار گرفتند و فناوری جدیدی خلق کردند؛ گاهی اوقات این نوآوری‌ها می‌توانند جان افراد بسیاری را نجات بدهند؛ حتی اگر تأثیر مستقیمی روی این مسئله نداشته باشند.

شاید بتوان توسعه این نرم‌افزار را به ساخت اولین مدل ماسک‌ بهداشتی یا محلول‌ ضدعفونی نسبت داد؛ مواردی که توسط ذهن‌های خلاق و در روزهایی که به آن‌ها نیاز بود ساخته شدند. در سال ۲۰۲۰، چنین پروژه‌هایی می‌توانند نجات‌دهنده‌ی زندگی افراد زیادی باشند. همکاران دانشگاه استنفورد اکنون کد نرم‌افزار و روش خود را برای استفاده سایر محققان و بخش‌های بهداشتی منتشر کرده‌اند.

بعد از اینکه آمیت کاوشال، استاد دانشگاه استنفورد و پزشک معالج که در زمینه ادغام یادگیری ماشین در مراقبت‌های بهداشتی کار می‌کند، بهار امسال مهارت‌های خود را به این دپارتمان ارائه کرد، این هوش مصنوعی برای کمک به پاسخ‌دهندگان بخش بهداشتی کنترا کوستا خلق شد. کاوشال برای ردیابی ویروس کرونا از طریق یک اپلیکیشن که با سیگنال‌های بلوتوث کار می‌کند نیز پیشنهاد جالبی داده بود. اما مقامات وقتی او مفهوم خط فکس تقویت‌شده با هوش مصنوعی را ارائه کرد بیشتر هیجان زده شدند و سریع‌تر این ایده را قبول کردند و به مرحله اجرایی رساندند.

مشکل مقامات بهداشتی این شهرستان تنها به حجم فایل‌های ارسالی توسط فکس محدود نمی‌شود و موارد دیگری باعث می‌شد کار کردن برای آن‌ها از همیشه سخت‌تر باشد. از آن‌جایی که ما در قرن بیست و یک هستیم، فایل‌ها به‌صورت پی‌دی‌اف در فکس ظاهر می‌شوند نه برگه‌های جداگانه که بشود آن‌ها را انتخاب کرد. اما تشخیص و ارزیابی کیس‌های مربوط به بیماری Covid-19 با یک نگاه مشکل است. این موارد را می‌توان به شکل‌های مختلف که برای بیماری‌های دیگر  مورد استفاده قرار می‌گیرند، گزارش داد؛ اغلب مواقع این اسناد به‌صورت دستی نوشته شده‌اند و تایپی نیستند و گاهی اوقات، همراه ‌با پیام‌ها و سوابق دیگر اسال می‌شوند. در یک روز معمولی، دو متخصص بهداشت عمومی برای خواندن و اولویت‌بندی فکس‌های ورودی تعیین می‌شوند.

استریبلینگ که مدتی وظیفه رسیدگی به تیم نظارت بر داده‌های پرونده‌های ورودی را داشت، می‌گوید:

تعداد بسیار کمی از نمابرها یکسان هستند. بررسی آن‌ها نیازمند توجه به جزئیات است و آموزش خاصی نیاز دارد که بدانید چه چیزی مشاهده می‌کنید. انجام این کار برای هشت ساعت یا بیشتر، واقعا دشوار است.

 کاوشال و محققان استنفورد، با هدف کاهش این مشکل، با استفاده از نرم‌افزار یادگیری ماشینی که تصاویر را تجزیه و تحلیل می‌کند به کمک این بخش آمده‌اند. فناوری استفاده‌شده توسط این گروه بیشتر توسط محققان پزشکی که در زمینه تومورها فعالیت دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد و این اولین باری است که از چنین تکنیکی برای بررسی فکس‌ استفاده می‌شود.

برای آزمایش این سیستم، از اطلاعات حقیقی بیماران استفاده نشد؛ زیرا این مطالب بسیار حساس هستند و نباید به آن‌ها به چشم  نمونه آزمایشی نگاه کرد. برای ایجاد نمونه‌ی آماری، کاوشال برخی از پزشکان همکار را برای پر کردن فرم‌های گزارش بیماری با داده‌های بیمار که به‌طور تصادفی تولید شده بودند به کار گرفت. فرم‌های جعلی برای ایجاد داده‌های نمونه با ظاهری معتبر به خط نمابر ارسال شد. دانشجویی به نام آدام لاورتو از این داده‌ها برای آموزش نرم‌افزار مذکور استفاده کرد تا طبقه‌بندی کند که آیا یک صفحه از فکس ورودی حاوی گزارش جدید Covid-19 است یا به مورد دیگری مانند پرونده پزشکی یا گزارش بیماری سل مربوط می‌شود.

نتایج خوب بود؛ اما این تیم وقتی که سعی در ساخت مدل دوم هوش مصنوعی برای رونویسی خودکار تمام داده‌های آن صفحات داشت، به یک مشکل بزرگ برخورد کرد. آمیت کاوشالدرباره مشکلات دیگر موجود سر راه این نرم‌افزار می‌گوید:

ما بسیار خوب بودیم؛ اما نه به اندازه کافی. دست خط پزشکان سیستم هوش مصنوعی ما را خراب کرد.

به همین دلیل، محققان استنفورد کار خود را دوباره آغاز اما این بار روی یک مسئله کوچک‌تر تمرکز کردند. در عملیات جدید، قرار بود این نرم‌افزار تشخیص بدهد کدام یک از گزارش‌های جدید نیاز به توجه فوری دارد. این نرم‌افزار برای متوجه شدن ضروری بودن یا نبودن یک فکس، به باکس بالای صفحه مراجعه می‌کند تا در صورت وجود علامت مخصوص، آن را از دیگر موارد جدا کند. در یک آزمون با استفاده از حدود ۱۰۰۰ فکس واقعی که برای کنترا کوستا ارسال شده بود، این برنامه ۸۳ درصد از موارد دارای اولویت بالا را به‌درستی شناسایی کرد؛ سطحی که برای یک آزمایش در دنیای واقعی به اندازه کافی خوب تلقی می‌شود.

محققان از نزدیک با استریبلینگ و سایر کارکنان بهداشتی همکاری کردند تا این نرم‌افزار را تولید و در روند کار آن‌ها ادغام کنند؛ اما هنوز یک رابط کاربری زیبا برای آن طراحی نکرده‌اند. این نرم‌افزار نام هر PDF را با یکی از پنج برچسب اولویت‌دار تغییر می‌دهد. برای مثال اگر نام یک فایل 01_hcw باشد، فکس به کارکنان بهداشت و درمان مربوط می‌شود و این مسئله به مسئولان بخش پاسخ‌دهی به فکس‌های ارسالی اجازه می‌دهد ضروری‌ترین گزینه‌ها را با مرتب‌سازی فهرست، مشاهده کنند.

دپارتمان بهداشت برای اولین Covid Fast Fax را یک روز پیش از تعطیلات جشن شکرگذاری آماده به کار کرد. از زمانی‌که همه گیری ویروس کرونا آغاز شده بود، کارکنان حتی یک روز دست از بررسی فکس‌های جدید برنداشته بودند و این اولین تعطیلات آن‌ها پس از چندین ماه کار سخت بود. هنگامی که آ‌ن‌ها پس از تعطیلات دوروزه سر کار برگشتند با بیش از ۴۰۰ فکس جدید خوانده‌نشده روبه‌رو شدند که بررسی آن‌ها به بیش از یک روز کاری زمان نیاز داشت. استریبلینگ که اخیرا مشغول گسترش استفاده از واکسن در شهرستان کنترا کوستا است، می‌گوید:

دیدن چنین صحنه‌ای کمی ترسناک بود. اما داشتن نرم‌افزاری که به کارکنان کمک می‌کرد ضروری‌ترین نامه‌ها را پیدا کنند و تمرکز اصلی خود را روی آن‌ها قرار دهند، واقعا مسئله خوبی بود. اکنون کارمندان می‌توانند تمرکز بیشتر روی فایل‌های مهم‌تر داشته باشند.

باید به نکته اشاره کرد که کارکنان این بخش هنوز همه‌ی نمابرهای دریافت‌شده رو بررسی می‌کنند.

کاوشال و محققان همکارش از خلق چنین روشی برای کمک به کارکنان بخش سلامت راضی هستند. این نرم‌افزار مانند دیگر وسایلی نیست که توسط محققان استنفورد ساخته می‌شود؛ اما می‌تواند کمک زیادی به کارکنان بکند و همین مسئله کافی است تا ساخت آن‌ را یک موفقیت بدانیم. کاوشال می‌گوید:

اگر ما در روزهای شیوع یک بیماری همه‌گیر نبودیم، هیچ انسان عاقلی نمی‌گفت بیایید برای استخراج اطلاعات فکس‌ از هوش مصنوعی استفاده کنیم.

یکی دیگر از توسعه‌دهندگان این نرم‌افزار می‌گوید این پروژه یادآور آن است که برای بهبود وضعیت مراقبت‌های بهداشتی نیازی به الگوریتم‌ جدید و پیشرفته ندارید و گاهی کافی است خلاق باشید. او می‌گوید:

ما وقت زیادی برای اینكه بتوانیم هوش مصنوعی را بهتر و بهتر كنیم صرف کردیم. این پروژه نشان داد چگونه هوش مصنوعی می‌تواند بدون پیشرفت زیاد به کمک بشر بیاید و همیشه نباید یک نسخه‌ی پیشرفته از آن را در اختیار داشته باشیم تا بتوانیم نتیجه خوب بگیریم.

ا Covid Fast Fax یا موارد مشابه آن صرفا برای شرایط منحصر‌به‌فرد سال ۲۰۲۰ و ۲۰۲۱ طراحی شده‌اند و تصور اینکه روزی ممکن است انسان دوباره به آن‌ها نیاز پیدا کند دشوار است؛ اما هیچوقت این احتمال وجود دارد که دوباره به آن‌ها نیاز پیدا کنیم. انتظار می‌رود دستگاه‌های نمابر برای سال‌های آینده در سیستم مراقبت‌های بهداشتی آمریکا در جایگاه اصلی باشند. به گفته جولیا ادلر میلستین، مدیر مرکز تحقیقات اطلاعات دانشگاه کالیفرنیا ، دستگاه فکس از کاربردی‌ترین ابزار محیط کار به‌حساب می‌آید:

 دستگاه‌های فکس کاربری بسیار انعطاف پذیری دارند.

با وجود میلیاردها میلیاردی که دولت فدرال برای تشویق ارائه‌دهندگان خدمات بهداشتی به پردازش اطلاعات بیشتر به‌صورت الکترونیکی هزینه کرده است، انتقال اطلاعات پزشکی بین مؤسسات با نمابر انجام می‌شود. دیجیتال کردن بخش‌های مربوط به خدمات سلامت بیشتر  برای بیمارستان‌ها و پزشکان انجام شده است، نه بخش‌های بهداشت عمومی و مراکز مراقبت طولانی‌مدت که اکنون در خط مقدم مبارزه با ویروس کرونا هستند. آدلر-میلشتاین می‌گوید:

ما جاده‌های خاصی را آسفالت کرده‌ایم؛، اما وقتی بیماران بقیه وقت خود را در جاده‌های خاکی می گذرانند، ارزش مسیرهایی که بهبود یافته‌اند زیر سؤال می‌رود.

تاکنون بارها از سوی افراد مختلف این نقص‌های عجیب و غریب سیستم بهداشتی-درمانی ایالات متحده آمریکا نقد شده است. افراد زیادی خواستار حذف کلی نمابرها از سیستم اطلاع‌رسانی شده‌اند. آن‌ها معتقدند که نباید با دستگاه‌هایی که سال‌ها پیش وجود داشته‌اند در عصر فناوری نوین کار کرد. سیما ورما، مدیر CMS، در یک پست وبلاگ نوشت:

قابل قبول نیست که توانایی‌های اطلاعات سلامت ما در عصر حجر غرق شده باشد.

پیشنهاد حذف نمابرها از سال ۲۰۲۱ به اجرا درخواهد آمد. در حال حاضر بعید است دستگاه‌های نمابر از نقش اصلی خود در پاسخ‌دهی به بیماری کرونا تنزل پیدا کنند. در هفته‌های اخیر پرونده‌های مربوط به ویروس کرونا در شهرستان کنترا کوستا به بالاترین سطح خود رسیده است. بعد از تعطیلات چندروزه کریسمس، کارکنان این بخش با کوهی از اسناد فکس‌شده روبه‌رو شدند؛ اما حداقل اکنون می‌دانند کدام یک از آن‌ها مهم‌تر است.