Month: August 2016

[Forschung] Innovationen in der Medizin – Die Zukunft des Heilens

Klaus Schwab, Gründer des World Economic Forum, redet immer wieder von der 4. Industriellen Revolution (Fourth Industrial Revolution). Das diese Revolution nicht spurlos an der Medizin vorbeigehen wird, darum wird es in diesem Artikel gehen. Laut Schwab soll sich in der 4. Industriellen Revolution nicht nur die Art der Herstellung von Gütern und Dienstleistungen ändern, sondern auch die Sicht des Menschen auf sich selbst. Aber – was ist bisher schon Realität geworden?

Chat-Bots

Welche Potenziale bietet die Medizin eigentlich, wenn es um mehr Effizienz geht? Einige! Nehmen wir beispielsweise das Themen: Feststellen/Diagnostizieren von Krankheiten sowie die patientengerechte Erklärung der festgestellten Krankheiten. Hier arbeiten Firmen wie Was hab’ ich? daran, Patientenbefunde in eine, für Laien, verständliche Sprache zu übersetzen. Dieses Geschäftsmodell könnte sich in naher Zukunft ändern, in dem man auf intelligente Bots setzt, die evidenzbasiert verschiedene Ausgaben nach, von Usern gemachten, Eingaben präsentieren. Auch weitere Anwendungen wären denkbar:

Quelle: tincture.io

Quelle: tincture.io

  • Beschwerden-/Anfrage-Management Die Patienten könnten ihre Anfragen an die Ärzte aufgeben, ihre Probleme beschreiben und dadurch zu einem Arzt vermittelt werden, der Kapazitäten dafür hat.
  • Terminfindung Nach dem Ärzte als Kandidaten gefunden wurden, könnte die Terminfindung ebenfalls via Chatbot erledigt werden.
  • Befunderklärung im Dialog Die Erklärung der Befunde kann durch einen Dialog oder ein Fragen-/Antwort-Schema abgedeckt werden. Dabei liegt der Fokus auf dem laienhaften Erklären der Sachverhalte.
  • Begleitung des Genesungsprozesses Dabei wird von Zeit zu Zeit der Prozess der Gesundung begleitet. So kann der Arzt (auf Wunsch) oder das System immer wieder nachfragen und Patienten an die Einnahme  der Medikamente oder an die Durchführung bestimmter Maßnahmen erinnern.
  • Bestellprozesse Auch das Bestellen und Nachbestellen von Medikamenten kann damit abgedeckt werden.

Natürlich können diese Anwendungen nur gebaut werden, wenn sich das Gesundheitssystem grundlegend ändert. Allerdings könnte man viele Prozesse effizienter gestalten, da nicht jeder potenzielle Patient direkt zum Arzt läuft und im Wartezimmer sitzt.

Es bleibt noch anzumerken, dass es sich hier nur um einen Average Case handelt. Im Fall von akuten Problemen bleibt natürlich weiterhin der Weg in die Notaufnahme ganz ohne App ;). Ein Verzeichnis aller existierender Chat-Bots für den Medizinbereich, kann man hier einsehen.
Babylon ist so eine App, die einige der angesprochenen Aufgaben bereits abdeckt. Das könnte der erste Schritt in diese Richtung sein.




 

NLP und Information Retrieval

Das Feld des Natural Language Processing (NLP, Verarbeitung natürlicher Sprache) soll Ärzten helfen, die richtige Behandlungsstrategie zu wählen. IBM Watson tut dies auf der Grundlage vieler Daten des Patienten und vergleicht diese anonymisiert mit den Daten anderer Patienten. Motiviert wird dies durch rund 1,5 Millionen Medikationsfehler in den USA. Der große Vorteil solcher Systeme ist, dass sie in kürzester Zeit riesige Datenbanken durchsuchen sowie vergleichbare Patienten analysieren können. Dadurch können sie verschiedene Behandlungsmethoden sowie Konfidenzen für den Behandlungserfolg abschätzen.

Dabei sollen diese Systeme die Ärzte nicht entmündigen. Viel eher sollen sie eine Möglichkeit geben, sehr viele

Quelle: IBM Medical Sieve (Investor Briefing)

Quelle: IBM Medical Sieve (Investor Briefing)

Datenmengen in kürzester Zeit analysieren zu lassen und damit eine bessere und umfassendere Entscheidungsgrundlage zu bieten.

Einen weiterführenden kognitiven Assistenten bietet IBM mit dem Projekt Medical Sieve. Auf der Projektseite zu diesem IBM-Projekt kann man folgendes über das Forschungsprojekt lesen:

Medical Sieve is an ambitious long-term exploratory grand challenge project to build a next generation cognitive  assistant with advanced multimodal analytics, clinical knowledge and reasoning capabilities that is qualified to assist in clinical decision making in radiology and cardiology. It will exhibit a deep understanding of diseases and their interpretation in multiple modalities (X-ray, Ultrasound, CT, MRI, PET, Clinical text) covering various radiology and cardiology specialties.

DNA-Sequenzierung und Prävention

Die Firma Human Longevity Inc. bietet die Gen-Sequenzierung und die damit verbundene Prävention von Krankheiten an. Das Ziel ist es, die Anfälligkeiten für bestimmte Krankheiten am Genom zu erkennen.

Dafür werden umfangreiche statistische Modelle und Erkenntnisse aus dem Human Genom Project verwendet. Mit dieser Technologie könnte man schon im Kindesalter bestimmte Präventionsmaßnahmen treffen und somit für eine bestimmte Anfälligkeit vorsorgen. Ob man diese Technologie allerdings einer breiten Patienten-Audienz verfügbar macht (und machen kann) bleibt allerdings fraglich.

 

Round up

In diesem Artikel wurden keine Smart Watches und Fitness-Tracker behandelt. Diese gibt es auch – allerdings lag der Fokus auf Innovationen, welche etwas mehr Disruption in den Medizinbereich bringen können. Aktuell versuchen es sehr viele Startups und etablierte Firmen, einen Fuß in die Tür der Medizin-Zukunft zu bekommen. Dabei sind einige Ansätze sehr radikal und könnten – sollte es soweit kommen – viele Änderungen mit sich bringen. Wie es uns die Geschichte gelehrt hat, wird es einen Mittelweg geben. Trotzdem ist die avantgardistische Arbeit vieler Firmen und Lobby-Verbände wichtig, um die Entwicklung anzuführen.

Weiterführende Links




Das Jahr 2016 – Was bisher geschah

Hier möchte ich einen kleines Round-Up darüber geben, was seit dem 01. Januar 2016 bis heut in der Künstlichen Intelligenz passiert ist, dass uns allen in Erinnerung bleiben wird. Dabei waren einige Highlights und Durchbrüche, die uns schon demnächst wieder beschäftigen werden oder Standards für die Zukunft setzen werden.

Sehr viel ist in den Bereichen Image Processing und Chat-Bots passiert. Aber lest selbst.

[Januar] Marvin Minsky ist tot

Das Jahr begann gleich mal mit einer sehr unschönen Nachricht. Marvin Minsky ist im Alter von 88 Jahren 240px-Marvin_Minsky_at_OLPCbin Boston gestorben. Er war einer der größten Denker der Künstlichen Intelligenz und Mitbegründer vieler Verfahren. In Erinnerung bleibt unter anderem auch sein Buch Society of Mind – Mentopolis, in dem er eine Welt beschreibt, die aus unintelligenten Agenten besteht und daraus ein intelligentes System bildet.

[Januar] Treffen sich zwei Roboter, sagt der eine…

Hier wurden 2 der besten Chat-Bots in ein Gespräch verwickelt. Das erste Halbjahr 2016 drehte sich generell sehr viel um Chat-Bots – sei es auf Facebook oder anderen Plattformen. In diesem Artikel wurden die beiden Bots Rose und Mitsuku mit einander in einen virtuellen Raum gesperrt und mussten miteinander kommunizieren. Der Artikel hier ist nur ein Beispiel für einen sehr brisanten Trend im Jahr 2016.

[Februar] Volkswagen CIO kommt in der Zukunft an

Der Titel klingt natürlich sehr reißerisch – auch wenn ich aus persönlicher Erfahrung weiß, wie es um einige deutsche Automobilkonzerne in Deutschland steht (und das ist schon sehr gut ;)). Allerdings ist das die Sichtweise vieler Deutscher, wenn es um VW, BMW, Mercedes-Benz und weitere Marken geht. Der Volkswagen CIO sprach jedenfalls ein bisschen über die Zukunft mit Künstlicher Intelligenz. Im Februar standen autonom fahrende Autos generell stark im Mittelpunkt.

[Februar] Der visuelle Turing-Test

Menschen sollen entscheiden, welches Bild von einer Person und welches von einer Maschine gemalt wurde. deepart_exampleDahinter steckt der Algorithmus von Tübinger Forschern (deepart). Hier kann man selbst testen, ob man herausfindet, wer der Künstler des Bildes ist.

[März] Tay wird von Twitter Nutzern erzogen

Microsoft launchte Tay! Es sollte eine KI werden, die durch Kommunikation lernen sollte, wie die “jungen” Menschen heutzutage kommunizieren. Letztendlich hat Tay aber rassistische Kommentare und schimpfen gelernt. Spannend – Microsoft wurde anfangs verantwortlich gemacht, allerdings kann Tay als ein Spiegel der Gesellschaft gesehen werden und gibt das Nutzerverhalten bei Neuheiten ganz gut wieder. Misuse first!

[März] SXSW stellt Human-assisted AI als Next Big Thing vor

… Und genau dieses Potenzial steckt in der sogenannten Human-assisted AI, also alle Produkte die dem Menschen mit KI-Unterstützung helfend zur Seite stehen. Die Anwendungsbereiche sind enorm und die Early Adopters oft nicht sehr anspruchsvoll. In nahezu allen Bereichen des Lebens können solche Anwendungen demnächst entstehen.

[April] openAI stellt openAI Gym vor

Das Non-Profit-Unternehmen openAI hat openAI Gym vorgestellt. Damit veröffentlichen sie die ersten Ergebnisse ihrer Forschung an Reinforcement Learning Algorithmen. Die Bibliothek ermöglicht es Nutzern, verschiedene Algorithmen zu testen und bietet ein Framework für die Programmierung von intelligenten Spiele-Bots.

[April] KI beschreibt Fotos für blinde Menschen

Facebook hat eine KI vorgestellt, die blinden Menschen ein Bild beschreibt. Dem vorausgegangen sind viele Apple_logo_black.svgEntwicklungen im Bereich Deep Learning und der semantischen Bildanalyse. Schon in den letzten Jahren nahm der Trend zu, Bilder semantisch zu beschreiben. Nun gipfelt dieser Trend in der Entwicklung solcher intelligenter Tools. Die KI ist besonders interessant für Dienste wie Instagram, welche nur aus Bildern bestehen. Damit wird Instagram auch für blinde (oder Menschen mit Sehschwäche) nutzbar.

[Mai] Google im Spot-Light

Auf der Google I/O hat Google mal wieder einen guten Progress gezeigt. Unter anderem präsentierten sie die TPU (Tensor Processing Unit). Mit diesem, auf die Anwendungen des Machine Learning optimierten, Chips zeigt Google zudem, wie schnell und agil man Hardware entwickeln kann. Außerdem stellte Google ihr neustes Smart-Home Produkt vor: Google Home. Davon werden wir in diesem und dem nächsten Jahr noch einiges hören.

[Juni] ALPHA schlägt Kampfpiloten

Die kleine smarte KI ALPHA (die auf einem RaspberryPI läuft) schlägt zum ersten Mal einen erfahrenden Kampfpiloten und lässt ihn im Simulator abstürzen. Entwickelt wurde das System von einem Absolventen der University of Cincinnati.

[Juni]  Der Aufsatz über den Panik-Knopf

Zwei Wissenschaftler haben sich in einem Aufsatz ihre Gedanken über einen Panik-Knopf bei Robotern gemacht. Laurent Orseau (Google Deepmind) und Stuart Armstrong (University of Oxford) haben dabei Regeln aufgestellt, unter welchen Konditionen der Knopf zum Einsatz kommt. Außerdem haben sie einige bekannte Verfahren aufgegriffen und gezeigt, wie man diesen Panik-Knopf realisieren kann.

 

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