Wykrywanie tak zwanego Covid-2019 opiera się na wykorzystaniu darmowego języka programowania Python. Zyskuje on na znaczeniu w przemyśle. Jest używany do obsługi treści multimedialnych. Razem z językiem do tworzenia programów R zadomowił się na dobre w świecie nauki. Dziś pozwala na włączenie się w analizy zdjęć stosunkowo tanim kosztem, bo tylko instalacji oprogramowania i uruchomienia aplikacji.

Adrian Rosebrock w społeczności Python jest znany jako twórca rozwiązań z zakresy wykorzystywania sztucznej inteligencji do pracy ze zdjęciami oraz filmami. Wielokrotnie na swojej stronie przedstawiał poradniki odnośnie wykrywania przedmiotów, kategoryzowania ich automatycznie za pomocą komputera. Jest również autorem szeregu kursów z komputerowego przetwarzania obrazu. W nich między innymi naucza, jak się wykrywa emocje na twarzy człowieka w czasie rzeczywistym, czy jak się określa płeć i wiek człowieka w oparciu o zdjęcia.

Do zajęcia się problemem koronawirusa zachęciła go skala problemu. Twierdzi, że na osobach z umiejętnościami takimi jak on spoczywa odpowiedzialność do dzielenia się wiedzą w celu pomocy drugiemu człowiekowi. W swoim poradniku dzieli się częścią swojego życia, wspomina o tym, jak rano wstaje i mierzy temperaturę i zastanawia się, czy aktualny stan jego zdrowia jest kwestią zarażenia się wirusem, czy posiadanych alergii.

W swoim projekcie oparł się na ogólnie dostępnych danych. Wykorzystał zdjęcia płuc chorych na koronawirusa i osób zdrowych. Pozyskał je między innymi z danych dostępnych dla uczestników zawodów w programowaniu Kaggle. Uzyskane zdjęcia posłużyły do nauczenia sieci CNN (zwojowe sieci neuronowe), jednej z techniki głębokiego uczenia się jaki jest wzorzec do segregowania. Reszta dzieje się automatycznie. Komputer sam określa, czy dany pacjent jest zdrowy, czy też nie.

Trzonem całego systemu są biblioteki sztucznej inteligencji Keras z TensorFlow 2.0, a także Sklearn. Autor opisuje kolejne kroki od wczytywanie zdjęć po uruchomienie trenowania niezbędnego do uczynienia aplikacji w pełni samodzielną. Do tego celu wykorzystał łącznie dwa zestawy po dwadzieścia pięć zdjęć. Zarazem jednak twórca programu, który liczy łącznie niespełna trzysta linijek kodu zauważa, że jego rozwiązanie posiada szereg wad. Przy wykorzystaniu takiego zbioru do uczenia się uzyskał dokładność w ocenianiu chorych z dokładnością od dziewięćdziesięciu do dziewięćdziesięciu dwóch procent. Dla pacjentów zarażonych przy użyciu tego modelu miał stuprocentową skuteczność. Jednakże w przypadku osób zdrowych już osiemdziesiąt procent.

Cała technologia wymaga dopracowania, bo na obecnym etapie pozwala na przepuszczanie osób zarażonych jako zdrowe, lub odwrotnie. Dlatego autor podkreśla, że jego pomysł nie ma jeszcze przełożenia na realne włączenie do systemów służb zdrowia zarażonych krajów. Jednakże pozwala on na otwarcie się na nowe sposoby radzenia sobie w sytuacji, jak liczba pacjentów przekracza dostępne zasoby laboratoriów diagnostycznych. Przy użyciu większej liczby zdjęć rentgenowskich chorych pacjentów możliwe, że bez zmiany użytych algorytmów wynik by się poprawił.

Działania Rosebrocka ukazują, że człowiek zamknięty w czterech ścianach, bez zaplecza rządowego ma możliwość dołożenia swojej cegiełki do walki z koronawirusem. Korzysta przy tym z ogólnie dostępnych narzędzi. Jedyne w czym ma przewagę nad innymi to jego własny umysł, że połączył to, co jest dostępne. W świetle panujących wszem i wobec doniesień o ofiarach śmiertelnych i kolejnych zarażeniach wieści on, że nie potrzeba sztabów naukowców, ale błyskotliwych jednostek.

Równocześnie Rosenbrock ukazuje, że do wykrywania koronawirusa są możliwe inne, szybsze metody. Zaletą, nawet niedokładnych analiz cytowanego programisty jest, że pokazał zaczątek systemu jaki działa nie w czasie godzin, ale minut. Wsparty już wypraktykowanymi metodami pozwala na jeszcze lepsze i skuteczniejsze zwalczanie pandemii. Rosenbrock jest dowodem, że chociaż jesteśmy wielokroć zamknięci we własnych domach posiadamy możliwość zrobienia czegoś dla innych i wspólnymi siłami pokonamy wreszcie pandemię.

Jacek Skrzypacz