Alat diagnostik generasi baru ini berasal dari penelitian yang dipimpin oleh Niraj Jha, seorang profesor teknik listrik dan komputer di Universitas Princeton. Timnya sedang mengembangkan teknologi kecerdasan buatan (AI) untuk mendeteksi COVID-19, serta diagnosis dan pemantauan kondisi kronis termasuk depresi, gangguan bipolar, skizofrenia, diabetes, dan penyakit sel sabit.
NeuTigers, sebuah perusahaan yang didirikan untuk mengkomersialkan karya Jha, mengajukan permohonan ke FDA AS, di bawah ketentuan badan tersebut untuk izin produk perangkat lunaknya. Shayan Hassantabar, seorang Ph.D. siswa di grup Jha, adalah penulis utama makalah di IEEE Transactions on Consumer Electronics yang menjelaskan pengembangan dan pengujian Kecerdasan Buatan COVIDDeep ini. Perangkat lunak ini mengintegrasikan pembacaan sensor jam tangan pintar dari detak jantung, suhu kulit dan respons kulit galvanik dengan tekanan darah dan tingkat saturasi oksigen, serta kuesioner tentang gejala COVID.
Kelompok riset Jha di Princeton telah lama berfokus pada adaptasi jenis AI yang disebut deep learning, yang biasanya intensif energi, yang berfungsi pada perangkat elektronik berdaya rendah seperti ponsel dan jam tangan, bukan pada pusat komputasi awan. Pendekatan ini, yang dikenal sebagai edge AI, memiliki manfaat tambahan untuk membantu menjaga privasi pengguna dan meningkatkan keamanan. Kuncinya adalah jaringan saraf tiruan (neu dari NeuTigers) yang meniru perkembangan otak manusia.
“Ini adalah kerangka kerja yang sangat dapat digeneralisasikan,” kata Jha. “Perawatan kesehatan pintar hanyalah satu aplikasi. Kami juga menerapkannya pada keamanan siber dan aplikasi internet-of-things lainnya.” Mirip dengan intervensi medis preventif, model pembelajaran mesin dapat menemukan pola yang menyimpang dan membantu memperbaiki kerentanan perangkat lunak sebelum serangan siber terjadi, katanya.
Menurut techxplore.com, dalam beberapa tahun terakhir, tim Jha telah mengeksplorasi edge AI untuk aplikasi perawatan kesehatan seperti deteksi noninvasif diabetes dan gangguan kesehatan mental dari smartwatch dan data sensor smartphone.
Pada Mei 2020, di akhir klaster awal COVID-19, di bagian Italia utara di Eropa, CTO NeuTigers Vishu Ghanakota melakukan perjalanan ke Pavia, Italia, untuk mengirimkan jam tangan pintar, aplikasi perangkat lunak, dan materi pelatihan tingkat medis kepada rekan Marino di Rumah Sakit San Matteo. Para peneliti klinis mengumpulkan data dari 87 orang, 30 di antaranya telah dites negatif COVID oleh PCR; 30 lainnya dinyatakan positif dan bergejala, dan 27 dinyatakan positif dan tidak menunjukkan gejala.
Data tersebut termasuk 60 menit pembacaan sensor jam tangan pintar pada detak jantung, suhu kulit dan respons kulit galvanik (ukuran aktivitas kelenjar keringat), dibagi menjadi interval 15 detik. Secara terpisah, para dokter mengukur tekanan darah dan tingkat saturasi oksigen peserta, dan menjawab kuesioner yang menunjukkan apakah setiap peserta mengalami sesak napas, batuk, demam atau salah satu dari delapan gejala lainnya.
Para peneliti di Princeton, yang dipimpin oleh mahasiswa Hassantabar, menggunakan subset data ini untuk melatih model jaringan saraf guna memprediksi status COVID-19 pasien, dan subset lainnya untuk menguji model yang dihasilkan. Tim menemukan bahwa model mereka akurat 98,1% dalam mendeteksi COVID-19.(ra/hh)