為了襲擊生物恐懼主義,韓國(guó)的迷信家們?cè)?jīng)開(kāi)端練習(xí)人工智能,以敏捷發(fā)明炭疽病。新技巧固然還沒(méi)有到達(dá)完整精確的田地,但比今朝的測(cè)試辦法要快的多。它可以完全轉(zhuǎn)變我們挑選奧秘的白色粉末——炭疽病原體芽孢的方法,今朝,炭疽病原體芽孢,曾經(jīng)成為一種致命的“生物兵器”。
韓國(guó)迷信技巧院的研討人員將全息顯微鏡與 AI 技巧相聯(lián)合。他們創(chuàng)立的算法可以剖析細(xì)菌胞子的圖象,在不到一秒鐘的時(shí)光里肯定它們能否屬于炭疽。依據(jù)上周在 《Science Advances》上揭橥的一篇論文顯示,該項(xiàng)技巧的精確率已達(dá)96%。
據(jù)雷鋒網(wǎng)懂得,炭疽是由炭疽芽孢桿菌惹起的一種人畜共患的急性沾染病(沾染和細(xì)菌平日被稱為炭疽)。人們?cè)谔幹檬苷慈局参锏钠つw或肉類時(shí),會(huì)心外埠沾染炭疽。臨床上重要表示為皮膚壞逝世、潰瘍、焦痂和四周組織普遍水腫及毒血癥癥狀,皮下及漿膜下結(jié)締組織出血性浸潤(rùn);血液凝結(jié)不良,呈煤焦油樣,偶可引致肺、腸和腦膜的急性沾染,并可伴發(fā)敗血癥。天然前提下,食草獸最易感,人類中等敏感,重要產(chǎn)生于與植物及畜產(chǎn)物加工接觸較多及誤食病畜肉的人員。
炭疽也是一種風(fēng)險(xiǎn)的生物兵器:2001年,美國(guó)產(chǎn)生了有名的生物恐懼攻擊——“炭疽事宜”,從2001年9月18日開(kāi)端,有人把含有炭疽桿菌的函件寄給數(shù)個(gè)消息媒體辦公室和兩名平易近主黨參議員。這個(gè)事宜招致5人逝世亡,17人被沾染。
一旦胞子進(jìn)入體內(nèi),它們會(huì)抽芽和滋生,招致流感樣疾病和毒血癥癥狀。假如不醫(yī)治的話,至多85%受沾染的人會(huì)逝世亡,有時(shí)在癥狀涌現(xiàn)后一到兩天內(nèi)就會(huì)逝世亡(比擬之下,皮膚沾染炭疽病常常不那末致命)。試驗(yàn)室任務(wù)人員或是加工植物毛發(fā)的人是最輕易沾染炭疽的一類人。關(guān)于這類人,有疫苗可以停止醫(yī)治,我們其別人則有抗生素 ——但這些藥物只要在接觸后盡快開(kāi)端的時(shí)刻后果最好。
疾速檢測(cè)炭疽病很主要
是以,疾速檢測(cè)炭疽是很主要的。如今最多見(jiàn)的辦法之一是剖析胞子的遺傳物資或許在沾染組織中發(fā)明的細(xì)菌。然則,平日須要給胞子一點(diǎn)時(shí)光滋生,以發(fā)生足夠的遺傳物資停止剖析。密蘇里年夜學(xué)的細(xì)菌學(xué)家 George Stewart 說(shuō),“想要經(jīng)由過(guò)程最快捷的辦法取得成果,依然須要投入更年夜的精神”,他也開(kāi)辟了一種炭疽檢測(cè)器,并沒(méi)有介入這項(xiàng)研討。
為了追求更快的挑選技巧,這項(xiàng)研討的重要作者、物理學(xué)家 YongKeun Park 與韓國(guó)國(guó)防迷信研討所停止了協(xié)作。他說(shuō),我們的目的是做好預(yù)備,以防朝鮮應(yīng)用炭疽作為生物兵器。
Park 轉(zhuǎn)向一種被稱為全息顯微鏡的成像技巧:與傳統(tǒng)的顯微鏡分歧,傳統(tǒng)的顯微鏡只能捕獲到物體的光散射強(qiáng)度,全息顯微鏡還可以捕捉光線行進(jìn)的偏向。因?yàn)榧?xì)胞的構(gòu)造和構(gòu)成可以轉(zhuǎn)變光線的反射,研討人員疑惑,全息顯微鏡能夠捕獲到由炭疽和與之親密相干但毒性較小的品種發(fā)生的胞子之間的纖細(xì)差異。
AI可以在幾秒鐘內(nèi)辨認(rèn)炭疽胞子
雷鋒網(wǎng)懂得到, Park 和他的團(tuán)隊(duì)練習(xí)了一種深刻進(jìn)修算法,從五種分歧細(xì)菌品種的400多個(gè)個(gè)別胞子中發(fā)明個(gè)中的癥結(jié)差別。一種是炭疽芽孢桿菌,它可以或許惹起炭疽,其他四種是與之親密相干的品種。研討人員并沒(méi)有確實(shí)地告知 AI 若何鑒別分歧的品種——它本身就發(fā)明了這一點(diǎn)。經(jīng)由一番練習(xí), AI 在年夜約96%的時(shí)光內(nèi)可以將炭疽芽孢與非炭疽芽孢桿菌物種辨別開(kāi)來(lái)。
該技巧其實(shí)不完善,但作為一種旨在檢測(cè)生物兵器的對(duì)象,它必需是(完善的)。“它的缺陷是精度低于慣例辦法,” Park 說(shuō)。每一個(gè)細(xì)菌品種的多種菌株都接收了剖析,但機(jī)械只接收了每一個(gè)物種的一種菌株的練習(xí)量。Stewart 說(shuō),菌株之間奧妙的差別能夠會(huì)使算法離開(kāi)現(xiàn)實(shí)。雖然如斯,這項(xiàng)新技巧成長(zhǎng)異常敏捷,派上用處指日可待。Stewart 說(shuō):“它不須要造就生物體,也不須要提取 DNA ,除可以或許使胞子可視化外,它不須要任何其他的器械。”
“這可以加強(qiáng)我們對(duì)這類生物威逼的預(yù)備。”
接上去, Park 愿望為 AI 神經(jīng)收集供給更多的胞子圖象以進(jìn)步精確性。同時(shí),該辦法可用作預(yù)挑選對(duì)象,用于疾速肯定人們接觸的白色粉末能否為炭疽,和能否應(yīng)啟用抗生素。隨后可以用更慢、更精確的辦法來(lái)確認(rèn)成果。
Park說(shuō):“這篇文章不會(huì)轉(zhuǎn)變一切,但這是朝著可以或許疾速檢測(cè)炭疽的辦法邁出的一步。“這可以加強(qiáng)我們對(duì)這類生物威逼的預(yù)備。”
