Участники программы «Большие вызовы» учат нейросеть анализировать медицинские снимки с помощью компьютерного зрения и находить аномалии в легких. Разработка облегчит работу врачей-рентгенологов и позволит быстрее обрабатывать результаты обследований. Старшеклассники подготовят open-source библиотеку, чтобы специалисты всего мира могли протестировать и использовать их продукт. Партнером проекта выступает Центр искусственного интеллекта Университета Иннополис.
Технологии искусственного интеллекта (ИИ) в последние годы все шире применяются в медицине. А распространение новой коронавирусной инфекции показало, насколько важно автоматизировать все возможные процессы и разгружать врачей от рутинных задач.
Ученые всего мира разрабатывают системы по анализу медицинских изображений с помощью искусственного интеллекта. Так, в Республике Татарстан сейчас реализуется пилотный проект сервиса, который поможет врачам-рентгенологам принимать решения. Машинный анализ снимков органов грудной полости повысит эффективность диагностики и поможет быстрее обрабатывать результаты обследования, выявлять пациентов с осложнениями, отмечать, кто здоров, а кому нужна неотложная помощь. К системе можно подключить рентген-кабинеты труднодоступных и отдаленных поселений, где часто не хватает специалистов с соответствующей квалификацией.
Внести свой вклад в проект смогут и школьники «Сириуса» – финалисты Всероссийского конкурса «Большие вызовы». Исследовательская команда состоит из шести одиннадцатиклассников. В Сочи школьники приехали из Севастополя, Ханты-Мансийского автономного округа, Республики Башкортостан, Хабаровского края, Кемеровской и Тюменской областей. Юные исследователи работают под руководством экспертов в области искусственного интеллекта и медиков.
«Мы знакомим детей с методами машинного обучения и компьютерного зрения, демонстрируем, в каких областях они могут применять эти знания, в том числе в сфере новых технологий для медицины, обработки медицинских изображений, – рассказывает руководитель проекта, научный сотрудник Центра искусственного интеллекта Университета Иннополис Семен Киселев. – Ребята создают модели и алгоритмы для анализа снимков легких. Искусственный интеллект можно обучить выявлять пневмонию и другие респираторные заболевания, опухоли или пневмоторакс. Речь не идет о полной замене врачей на ИИ, но автоматические системы поддержки могут значительно облегчить их работу. Кроме того, так мы исключим ошибки, которые человек может допустить из-за усталости и переутомления, ведь машине отдых не нужен».
Материалы для исследования школьники берут из открытых источников, баз данных научных статей российских и зарубежных университетов. Свои алгоритмы они тестируют на сотнях настоящих медицинских снимков из реальных больниц.
Главная задача, которая стоит перед старшеклассниками, – научить искусственный интеллект определять отдельные сегменты легких, чтобы система могла указать врачу, где именно обнаружена аномалия. По итогам работы школьники подготовят графический интерфейс для визуализации работы своих моделей и алгоритмов и соберут open-source библиотеку, чтобы разработчики всего мира могли протестировать и использовать их продукт.
«Я выбрал это исследование, потому что прежде уже занимался проектом в сфере машинного зрения. В работе, с которой я вышел в финал конкурса "Большие вызовы", мы с другом создали нейросеть, распознающую почерк человека, – рассказывает один из участников программы Данила Печенев из Кемерово. – Здорово, что на программе у меня появилась возможность научиться самым передовым методам машинного обучения. Ведь меня всегда интересовала область анализа медицинских изображений. Сегодня это одна из самых актуальных тем применения нейронных сетей».
Данила уже в четвертый раз приезжает в «Сириус», трижды проходил отбор на профильные образовательные программы Центра, но участие в программе «Большие вызовы» ему даже тогда казалось чем-то нереальным. Все изменилось с появлением в родном городе регионального центра «Сириус. Кузбасс», созданного по модели «Сириуса». Молодой человек признается, что именно тогда он увлекся исследовательской деятельностью. В прошлом году Данила участвовал в программе регцентра по большим данным и искусственному интеллекту и с товарищем создал проект по распознаванию почерка, который педагоги центра помогли доработать и подать на конкурс «Большие вызовы». Разработка ребят стала одной из лучших в России, и они получили приглашение приехать в «Сириус» на проектную программу.
***
Об Образовательном центре «Сириус»
Образовательный центр «Сириус» был открыт Фондом «Талант и успех» в 2015 году по решению Президента Российской Федерации В.В. Путина, возглавляющего его Попечительский Совет. Цель работы Образовательного центра «Сириус» — раннее выявление, развитие и дальнейшая профессиональная поддержка детей, проявивших выдающиеся способности в области искусства, спорта, естественнонаучных дисциплин. В «Сириус» ежемесячно приезжают до 800 детей в возрасте от 10 до 17 лет из всех регионов России. Обучение в Центре проводят ведущие преподаватели физико-математических, химико-биологических, спортивных школ, деятели российского искусства в сфере академической музыки, классического балета и изобразительного искусства. За 5 лет выпускниками Центра «Сириус» стали более 40 тысяч школьников. Среди достижений выпускников — победы на международных и всероссийских олимпиадах, спортивных соревнованиях, музыкальных и художественных конкурсах. Всего выпускникам «Сириуса» принадлежит более пяти тысяч достижений высшего уровня.
О программе «Большие вызовы»
Научно-технологическая проектная программа «Большие вызовы» проходит в пятый раз. Ее цель – включить одаренных старшеклассников в работу с инновационными технологиями. Программа 2020 года стартовала 19 октября. Всего за учебный год в разные месяцы в ней примут участие около 230 школьников из 43 регионов. Задачи участникам ставят более 70 партнеров проекта – глобальные российские технологические бренды и ведущие научно-исследовательские организации, конкурирующие на мировых рынках.