AI提早找出阿茲海默症潛在患者,準確率達75%!如何靠語言分析患病機率?
AI提早找出阿茲海默症潛在患者,準確率達75%!如何靠語言分析患病機率?
2021.06.15 | AI與大數據

僅僅透過分析幾年內的書寫方式變化,就能在症狀出現之前預測阿茲海默症,但這有可能嗎?

根據IBM研究人員最新公佈的一項研究,答案是: 可能 。

他們表示,預測阿茲海默只是一個開始。研究人員認為, 患有各類神經系統疾病的人可能會出現獨特的語言模式,這個特徵或許可以在早期就先預測疾病 。

在阿茲海默綜合症的研究中,研究人員觀察了80名80歲左右的男女,其中有一半的人患有阿茲海默症,另一半則沒有。但在七年半之前,所有人依舊能進行正常的認知判斷。

這80名男女都參與了佛拉明罕心臟研究(Framingham Heart Study),這是一項長期的大型研究,會定期對參與者做身體和認知測試。作為測試阿茲海默症的一部分,他們需要完成一項筆試,內容是描述一幅畫:畫中一位小男孩站在搖搖晃晃的椅子上,伸手抓取一個放在架子上的餅乾罐,而他的身後站著一位女性。

研究人員 透過人工智慧來檢查測試者的單字使用方式,尋找用語上的細微差異 。結果發現,即便在認知正常的情況下,有些人還是會重複使用特定的單詞和片語,他們也有可能犯下語法錯誤或重組錯誤,例如少寫 「the」,或者在該使用「is」的地方用了「are」。

這一組測試者最終都患上了阿茲海默症。

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圖/ Pexels

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透過AI分析,預判患病風險

根據發表在《柳葉刀》的副刊《臨床醫學》(EClinicalMedicine)雜誌的數據, AI程式能以75%的準確度預測誰會患上阿茲海默症 。

位於紐約約克敦高地的IBM湯瑪斯沃森研究中心的醫療保健和生命科學研究副會長Ajay Royyuru說:「我們事先並未假設這些單詞會反映出什麼問題。」而這個AI分析實驗就是在IBM湯瑪斯沃森研究中心完成的。

阿茲海默症的研究人員對此非常感興趣,他們認為可以利用這一發現,在這些徵狀還未轉化成腦部疾病之前就預測出來,即便目前仍未有方法可以有效緩解或阻止阿茲海默症。

賓夕法尼亞大學的阿茲海默症研究員Dr. Jason Karlawish說:「(這項實驗)非常聰明, 核心在於透過梳理大量的口頭或書面語,進而得到一個訊號 。」

多年來,研究人員一直在潛心分析有神經系統疾病徵狀的人,其言語和聲音的變化,這些疾病包含阿茲海默症、肌萎縮側索硬化症、帕金森氏症、額顳葉失智症、雙向情感障礙(躁鬱症)和精神分裂症。

但是,正如加州大學舊金山分校研究阿茲海默症的Michael Weiner所言,IBM研究所的報告開闢了新天地。「這是我第一次在報告中看到,透過對正常人的檢測,較為準確地預測出他們幾年後會出現的問題。」

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圖/ metamorworks via shutterstock

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梳理語言變化,找出可能患病的正常人

目前,研究人員期望能發現眼下無病症、但在幾年後會出現精神系統疾病的人其語言的細微變化。賓夕法尼亞大學神經病學教授兼大學額顳葉型失智症中心主任Dr. Murray Grossman表示,每種神經系統疾病都會產生獨特的語言變化,這種變化可能早在確診之前就出現了。

Dr. Murray Grossman致力於研究額顳葉失智症患者的言語和行為模式。以行為模式而言, 患者通常表現出冷漠,且判斷力、自制力、同理心下降 ,而這些都難以量化。

Grossman說, 但言語是不同的,因為其變化是可以衡量的 。在患病早期,患者的說話速度會隨機變化,停頓之處也是隨機分佈的。此外,患者的用詞也會產生變化,他們所使用的抽象詞彙會變得更少。

Grossman表示,這些變化與大腦額顳葉的變化有直接相關。病症與語種無關,不是只有說英文的患者才會有這些表現。

加州大學舊金山分校神經科學臨床研究部主任Adam Boxe也正在研究額顳葉失智症。他研究病症的工具是一款APP,研究對象是具有這類疾病遺傳傾向、表現正常的患者。他的研究方法是向這些人展示一張圖片,請他們記錄所看到的內容。

他說:「我們希望在患病前5年至10年就開始測量變化,智慧型手機的好處就在於讓你可以做各式各樣的事情。」研究人員還可以讓人們互相討論一分鐘、講述自己當天發生的事情,或者重複手機點擊螢幕的聲音。

Boxe表示,他和其他人一樣專注於測試語言,因為這種測試沒有傷害且便宜。

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圖/ shutterstock

Cheryl Corcoran是紐約西奈山伊坎醫學院的精神病學家,她希望透過語言變化來預測哪些青少年和年輕人有更高的風險患上精神分裂症。

精神分裂症的相關藥物或許可以幫助那些即將患病的人,但問題在於要知道誰是病人。四分之一的人只是偶爾出現徵狀,而三分之一的人有持續徵狀但最終並未發展成精神分裂症。

IBM研究所的研究員Guillermo Cecchi也參與了近期的阿茲海默症研究,他研究了Cheryl Corcoran手下34名患者的言語變化,試圖尋找言語中「 思維的飛躍 」——即患者說話時,會在不同的軌道和場景做切換。他還試圖尋找「 語言貧瘠 」現象,即患者使用簡單的語法結構和短句。

此外,Guillermo Cecchi與同僚們研究了位於洛杉磯的96名患者和受訪者。有些人完全正常,一些人偶爾會出現妄想症,其餘的則是精神分裂症患者。他讓受試者複述他們所聽到的故事,希望從中找出相同的語言模式。

在兩組測試中,人工智慧都能以85%的準確率預測三年後誰會患上精神分裂症。「許多小型研究都發現了相同的訊號,」Cheryl Corcoran說。「(但目前)我們還不能直接告訴他們是否會有患病的風險。」

儘管這一研究尚處於起步階段,但Guillermo Cecchi受到了鼓舞。「對我們來說,正確且大規模地開展科學研究是當務之急,我們應該有更多的樣本。美國每年有超過6,000萬的精神科問診,但這些問診都還沒有使用我們的檢測工具。」

本文授權轉載自:36氪

責任編輯:文潔琳、錢玉紘

關鍵字: #AI
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從台灣走進北美千家速食門市!Berry AI 如何攜手博弘雲端,讓 AI 規模化落地?
從台灣走進北美千家速食門市!Berry AI 如何攜手博弘雲端,讓 AI 規模化落地?

一家來自台灣的 AI 新創,如何讓美國上千家速食餐廳,都用它的 AI「看」得來速車道?

這家公司就是專注於 AI 影像辨識技術的 Berry AI (華捷智能),透過攝影機蒐集匿名數據並轉化為多項營運指標,協助速食品牌找出流程瓶頸、提升現場營運效率與整體顧客滿意度。以美國連鎖炸雞品牌 Zaxby’s 為例,在全面導入 Berry AI 解決方案後,服務速度提升 13%-20%,業績表現最好與最差的門市,每週營收差距從 2.4 萬美元縮小至約 9,000 美元。另一家連鎖速食品牌 Culver’s 在導入後,得來速車道的服務時間也立刻改善,進而提升整體吞吐量。

然而,支撐 Berry AI 解決方案的,不只有前端看得見的攝影機與影像辨識技術,還有後端穩定且具彈性的雲端平台。Berry AI 結合 Amazon Web Services (AWS) 全球雲端資源及博弘雲端顧問服務,打造兼顧即時性、穩定性與成本效益的雲地混合架構,成為推動 Berry AI 持續擴大北美市場版圖的重要關鍵。

從台灣 PoC 走向北美千店規模,Berry AI 面臨架構升級新挑戰

Berry AI 執行長林逸中表示,團隊成立初期投入近2年半的時間,探索最適合影像辨識技術的應用場景,最終將目光鎖定高度標準化的速食餐飲業(Quick Service Restaurant;QSR),推出得來速計時器、餐廳計數器等解決方案,運用 AI 影像分析技術,辨識顧客進入得來速車道或餐廳後的狀態,例如:排隊、點餐、候餐等。

同時,Berry AI 也進一步將現場蒐集到的數據轉化為可量化的營運指標,例如:不同門市、日期或時段的顧客等候時間,協助管理者從數據中找出流程瓶頸與可以優化的環節,進而提升服務效率及顧客滿意度。

在確立發展方向並於台灣完成 PoC (概念驗證)後,Berry AI 決定前進全球最大、也是 QSR 最核心的北美市場。然而,隨著合作客戶與部署門市持續增加,資料量快速攀升,加上服務範圍橫跨不同區域,既有以地端為主的架構開始面臨規模化挑戰。

林逸中補充指出,尤其 QSR 業者在選擇 AI 解決方案時,格外重視技術效能與穩定性,包括 AI 辨識精準度、能否因應突發狀況、系統能否穩定運作,以及網路發生問題時能否維持服務等。在這樣的要求下,若將所有運算與資料都留在地端,不僅難以因應日益增加的部署門市與資料量體,設備建置與維運成本也會隨之增加。

BerryAI 攜手博弘雲端 打造高可用性 AWS 雲地混合架構,突破北美規模化部署挑戰

如何確保系統的即時性、穩定性與成本效益,成為 Berry AI 進軍北美後必須解決的新課題。為此,Berry AI 選擇與博弘雲端合作,取得穩定且高可用的 AWS 運算與資料庫服務架構,將即時運算留在地端,同時在雲端環境整合資料庫處理大量資料與後續分析工作,形成兼顧地端即時運算與雲端彈性擴充的雲地混合架構。

Berry AI研發同仁汪楚剛說明,包括車輛偵測、追蹤與狀態辨識等需要即時反應的工作,會先在地端完成;再將辨識結果傳送至 AWS 雲端,計算各項營運指標,提供後續分析與決策使用。透過這套架構,Berry AI 至今已處理超過 2 億筆車輛狀態資料。

此外,AWS 也是 Berry AI 持續優化 AI 模型的重要基礎。Berry AI 將整套資料蒐集流程建構於 AWS 上,透過完整且多樣化的資料,持續訓練與優化模型,進一步提升地端影像辨識的準確度。

博弘雲端
Berry AI 鎖定高度標準化的速食餐飲業(Quick Service Restaurant;QSR),推出得來速計時器、餐廳計數器等解決方案,運用 AI 影像分析技術,辨識顧客進入得來速車道或餐廳後的狀態,例如:排隊、點餐、候餐等,協助管理者從數據中找出流程瓶頸與可以優化的環節,進而提升服務效率及顧客滿意度。
圖/ Berry AI網站圖

成為企業技術團隊的延伸,博弘雲端助 BerryAI 把 AWS 用得更好、更省

隨著北美業務持續成長,Berry AI 也迎來新的課題:如何把雲端資源用得更有效率、更省成本,這也成為 Berry AI 與博弘雲端合作的重要契機。

對此,可能有很多人好奇,像 Berry AI 這類技術能力成熟、具備自行建置架構能力的企業,為什麼還需要與博弘雲端合作?「關鍵在於,博弘雲端長期深耕 AWS,對相關服務與技術架構更加熟悉,可以成為企業內部技術團隊的延伸。」博弘雲端技術長宋青雲說。

當 Berry AI 遇到特定 AWS 服務或技術問題時,可以直接尋求博弘雲端協助;若需要進一步與 AWS 原廠確認,博弘雲端也能協助溝通與處理,減少 Berry AI 自行研究與排除問題所需投入的時間,讓內部研發團隊可以將更多心力和資源集中在核心產品開發。

更重要的是,博弘雲端不只提供技術支援,還能從 Berry AI 實際用量與成長需求出發,客製化設計最適合的節費方案,這對 Berry AI 降低營運成本有很大的幫助。宋青雲說明,博弘雲端根據 Berry AI 既有的 AWS 用量,推估未來 1-3 年內的使用需求,並以此為基礎規劃合適的長期雲端資源用量;同時考量 Berry AI 所屬飛捷集團旗下還有 3 家子公司同樣使用 AWS,進一步整合集團需求進行評估,放大整體採購規模,爭取更大的節費空間。

宋青雲強調,雲端採取隨需即付的計價模式,雖然具備彈性優勢,但若缺乏持續管理,仍可能出現資源配置不符商務規劃,或費用超出預期等情況。而博弘雲端不只能從使用現況出發、建議適合的節費方案,也會從效能、資安與成本等面向進行架構健檢,提出相應的優化建議;同時還會提供相關管理介面,讓企業隨時查看帳戶使用狀況、預估未來用量,在業務規模持續成長的同時,也能兼顧雲端架構的效能、安全與成本效益。

而架構健檢與成本優化,只是博弘雲端服務的一環。從企業準備上雲開始,博弘雲端便能協助將應用程式與資料從地端搬遷至雲端,或直接在雲端完成部署;進一步還能協助建置數據平台、數據中台,進行資料分析及導入 AI 應用,讓企業資料發揮更大價值。當服務正式上線後,博弘雲端也能接續提供維運服務。換言之,從前期 PoC、雲端建置到後續維運,博弘雲端都能依據企業需求,提供相應的服務與支援。

對 Berry AI 來說,藉由與博弘雲端合作,深化 AWS 雲端資源使用,不只是突破規模化挑戰,更重要的是能把有限的資源集中在核心業務,持續優化解決方案、開發更多貼近餐飲營運需求的應用,進一步爭取更多品牌合作,擴大北美市場版圖。目前,Berry AI 正全力拓展北美市場,也持續尋找對 AI 技術與餐飲產業應用充滿好奇心、重視團隊協作的人才加入。徵才方向涵蓋機器學習與電腦視覺、Platform & System(DevOps、Infrastructure),以及 Full Stack 軟體開發。從門市邊緣裝置上運行的 AI 模型、串連雲端與數千家門市的系統平台,到協助餐飲品牌提升營運效率的分析產品,每個環節都還有發揮的空間。 期待匯聚更多優秀夥伴,一起用 AI 解決真實的營運問題,讓來自台灣的技術走進更多全球 QSR 門市。

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