חוקרים מאוניברסיטת קרנגי מלון, מבית החולים האוניברסיטאי בון ואוניברסיטת בון יצרו פלטפורמת קוד פתוח המכונה A-SOiD שיכולה ללמוד ולחזות התנהגויות מוגדרות על ידי משתמש, רק מווידאו. תוצאות המחקר פורסמו כעת בכתב העת "Nature Methods".
טכניקה זו עובדת מצוין בלימוד סיווגים עבור מגוון התנהגויות של בעלי חיים ובני אדם. זה יעבוד לא רק על התנהגות אלא גם על התנהגות של כל דבר אם יש דפוסים ניתנים לזיהוי: שוקי מניות, רעידות אדמה, פרוטאומיקה. זוהי מכונה רבת עוצמה לזיהוי תבניות".
אריק איטרי, פרופסור חבר במשפחת אברלי למדעי הביולוגיה באוניברסיטת קרנגי מלון
בניגוד לתוכניות רבות של בינה מלאכותית (AI), A-SOiD אינה קופסה שחורה. במקום זאת, החוקרים אפשרו לתוכנית ללמוד מחדש מה היא עשתה לא בסדר. תחילה הם אימנו את התוכנית עם חלק ממערך הנתונים, תוך התמקדות באמונות החלשות של התוכנית. אם התוכנית לא הייתה בטוחה, האלגוריתם היה מחזק את האמונה של נתוני האימון הללו.
מכיוון ש-A-SOiD לימדו להתמקד בחוסר הוודאות של האלגוריתם במקום להתייחס לכל הנתונים אותו הדבר, אלכס הסו, דוקטור לאחרונה. בוגר מקארנגי מלון, אמר שהוא נמנע מהטיות נפוצות שנמצאות בדגמי AI אחרים.
כלי AI עושה צדק עם כל מחלקה במערך נתונים
"זו דרך שונה להזין נתונים פנימה", אמר הסו. "בדרך כלל, אנשים נכנסים עם כל מערך הנתונים של כל התנהגויות שהם מחפשים. לעתים רחוקות הם מבינים שהנתונים יכולים להיות לא מאוזנים, כלומר יכולה להיות התנהגות מיוצגת היטב במערך שלהם והתנהגות מיוצגת גרוע בקבוצה שלהם. . ההטיה הזו יכולה אז להתפשט מתהליך החיזוי לממצאי הניסוי. האלגוריתם שלנו דואג לאיזון נתונים על ידי למידה רק מחלשים יותר. השיטה שלנו טובה יותר בייצוג הוגן של כל מחלקה במערך נתונים."
מכיוון ש-A-SOiD מאומן בצורה מפוקחת, זה יכול להיות מאוד מדויק. אם ניתן מערך נתונים, הוא יכול לקבוע את ההבדל בין צמרמורת רגילה של אדם לבין רעידות של חולה עם מחלת פרקינסון. הוא משמש גם כשיטה משלימה לפלטפורמת פילוח ההתנהגות הבלתי מפוקחת שלהם, B-SOiD, שיצאה לפני שנתיים.
מלבד היותה תוכנית יעילה, A-SOiD נגישה מאוד, מסוגלת לפעול על מחשב רגיל וזמינה כקוד פתוח ב-GitHub.
A-SOiD נגיש לכל מי שעוסק במדע
ינס טילמן, חוקר פוסט-דוקטורט מאוניברסיטת בון בבית החולים האוניברסיטאי בון, אמר שהרעיון של תוכנית זו פתוחה לכל החוקרים היה חלק מהשפעתה.
"הפרויקט הזה לא היה אפשרי בלי הלך הרוח המדעי הפתוחה ששתי המעבדות שלנו, אבל גם כל קהילת הנוירואתולוגיה הראו בשנים האחרונות", אמר טילמן. "אני נרגש להיות חלק מהקהילה הזו ומצפה לפרויקטים עתידיים של שיתוף פעולה עם מומחים אחרים בתחום".
איטרי ומרטין ק. שוורץ, חוקר ראשי בבית החולים האוניברסיטאי בון וחבר בתחומי המחקר הטרנס-דיסציפלינריים (TRA) "חיים ובריאות" באוניברסיטת בון, מתכננים להשתמש ב-A-SOiD במעבדות שלהם כדי להמשיך ולחקור את הקשר בין המוח להתנהגות. Yttri מתכנן להשתמש ב-A-SOiD בשילוב עם כלים אחרים כדי לחקור את המנגנונים העצביים העומדים בבסיס התנהגויות ספונטניות. שוורץ ישתמש ב-A-SOiD בשילוב עם אופני התנהגות אחרים לניתוח דק של התנהגויות ידועות באינטראקציות חברתיות.
גם איטרי וגם שוורץ אמרו שהם מקווים ש-A-SOiD ישמש חוקרים אחרים על פני דיסציפלינות ומדינות.
"A-SOiD הוא פיתוח חשוב המאפשר כניסה מבוססת AI לסיווג התנהגותי ובכך הזדמנות ייחודית מצוינת להבין טוב יותר את הקשר הסיבתי בין פעילות המוח להתנהגות", אמר שוורץ. "אנו גם מקווים שפיתוח A-SOiD ישמש כטריגר יעיל לפרויקטי מחקר שיתופיים עתידיים המתמקדים במחקר התנהגותי באירופה אך גם מעבר לאוקיינוס האטלנטי".
