Usando a inteligencia artificial para ajudar no combate à COVID-19

 Usando inteligência artificial para detectar, responder e recuperar da COVID-19

Antes que o mundo sequer estivesse ciente da ameaça representada pelo coronavírus (COVID-19), os sistemas de inteligência artificial (IA) haviam detectado o surto de um tipo desconhecido de pneumonia na República Popular da China (doravante denominada "China"). Como o surto agora se tornou uma pandemia global, ferramentas e tecnologias de IA podem ser empregadas para apoiar os esforços dos formuladores de políticas, da comunidade médica e da sociedade em geral para gerenciar todos os estágios da crise e suas consequências: detecção, prevenção, resposta, recuperação e acelerar a pesquisa (Figura 1).

 

Figura 1. Exemplos de aplicativos de IA em diferentes estágios da crise do COVID-19

 Acelerar a pesquisa usando IA para entender e tratar o COVID-19

As ferramentas e técnicas de IA podem ajudar os formuladores de políticas e a comunidade médica a entender o vírus COVID-19 e acelerar a pesquisa sobre tratamentos, analisando rapidamente grandes volumes de dados de pesquisa. As ferramentas de IA de mineração de texto e dados podem desvendar o histórico, transmissão, meios de diagnóstico do vírus, medidas de gestão e lições de epidemias anteriores.

• Modelos de “deep learning” (aprendizado profundo) podem ajudar a prever medicamentos ou tratamentos novos e antigos que podem tratar pacientes infectados com COVID-19. Várias instituições estão usando a IA para identificar tratamentos e desenvolver protótipos de vacina. O DeepMind e várias outras organizações usaram “deep learning” para prever a estrutura das proteínas associadas ao SARS-CoV-2, o vírus que causa a COVID-19.

• Plataformas ou fóruns dedicados permitem a consolidação e o compartilhamento de conhecimentos multidisciplinares em IA, inclusive internacionalmente. O governo dos EUA, por exemplo, iniciou um diálogo internacional com os líderes governamentais na área de ciência que inclui o uso da IA ​​para acelerar a análise da literatura sobre coronavírus disponível com a plataforma Kaggle .

• O acesso a conjuntos de dados em epidemiologia, bioinformática e modelagem molecular está sendo fornecido, por exemplo, pelo governo dos EUA e organizações parceiras, através do “COVID-19 Open Research Dataset Challenge” (Desafio de Conjunto de Dados de Pesquisa Aberta COVID-19), que disponibiliza mais de 29.000 artigos de pesquisa acadêmica para coronavírus e COVID-19.

• Poder computacional para IA ​​também está sendo colocado à disposição por empresas de tecnologia como IBM, Amazon, Google e Microsoft; indivíduos que doam capacidade de de processamento de computadores (por exemplo, Folding@home ); e por esforços público-privados como o “COVID-19 High Performance Computing Consortium” (Consórcio de Computação de Alto Desempenho) e o “AI for Health” (IA para a Saúde).

• Abordagens inovadoras, incluindo prêmios, colaborações em projetos de código aberto e “hackathons”, estão ajudando a acelerar a pesquisa de soluções orientadas por IA para a pandemia. O “CoronaHack - AI vs. Covid-19” do Reino Unido, por exemplo, busca ideias do setor empresarial, de cientistas de dados e de pesquisadores biomédicos sobre o uso da IA ​​para controlar e gerenciar a pandemia.

 Usando a IA para ajudar a detectar, diagnosticar e impedir a propagação do coronavírus

A IA também pode ser empregada para ajudar a detectar, diagnosticar e impedir a propagação do vírus. Algoritmos que identificam padrões e anomalias já estão trabalhando para detectar e prever a disseminação da COVID-19, enquanto os sistemas de reconhecimento de imagem estão acelerando o diagnóstico médico, como nos exemplos que se seguem:

• Os sistemas de alerta antecipado com auxílio de inteligência artificial podem ajudar a detectar padrões epidemiológicos através da mineração de notícias, conteúdo online e outros canais de informação em vários idiomas para fornecer alertas antecipados, que podem complementar a vigilância sindrômica e outras redes de saúde e fluxos de dados (por exemplo, o Sistema de Alerta Antecipado da OMS, Bluedot)

• As ferramentas de IA podem ajudar a identificar cadeias de transmissão de vírus e monitorar impactos econômicos mais amplos. Em vários casos, as tecnologias de IA demonstraram seu potencial para inferir dados epidemiológicos mais rapidamente do que os relatórios tradicionais de dados sanitários. Instituições como a Universidade Johns Hopkins e a OCDE ( oecd.ai ) também disponibilizaram painéis interativos que rastreiam a disseminação do vírus por meio de notícias ao vivo e dados em tempo real sobre casos confirmados de coronavírus, curas e mortes.

• O diagnóstico rápido é essencial para limitar o contágio e entender a propagação da doença. Aplicada a imagens e dados de sintomas, a IA poderia ajudar a diagnosticar rapidamente casos de COVID-19. Atenção deve ser dada à coleta de dados representativos de toda a população para garantir escalabilidade e precisão.

Limitar o contágio é uma prioridade em todos os países e os aplicativos de IA estão ajudando a impedir a propagação do vírus.

• Vários países estão usando o monitoramento populacional para acompanhar casos de COVID-19 (na Coréia, por exemplo, os algoritmos usam dados de geolocalização, filmagens de câmeras de vigilância e registros de cartão de crédito para rastrear pacientes com coronavírus). A China atribui um nível de risco (código de cores - vermelho, amarelo ou verde) a cada pessoa que apresenta risco de contágio usando um software de telefone celular. Enquanto os modelos de aprendizado de máquina usam dados de viagens, pagamentos e comunicações para prever a localização do próximo surto e alertar os sistemas de controle de fronteira, os mecanismos de pesquisa e as mídias sociais também estão ajudando a rastrear a doença em tempo real.

• Muitos países, incluindo Áustria, China, Israel, Polônia, Cingapura e Coreia, criaram sistemas de rastreamento de contatos para identificar possíveis rotas de infecção. Em Israel, por exemplo, os dados de geolocalização foram usados ​​para identificar pessoas que entraram em contato próximo com portadores de vírus conhecidos e enviar mensagens de texto orientando-as a se isolarem imediatamente.

• Robôs e drones semi-autônomos estão sendo acionados para responder às necessidades imediatas em hospitais, como fornecimento de alimentos e medicamentos, limpeza e esterilização, assistência a médicos e enfermeiras e entregas de equipamento.

 Como a IA pode ajudar na resposta à crise e na recuperação a seguir

Os sistemas de IA interativos e de conversação ajudam a responder à crise sanitária por meio de informações, conselhos e tratamentos personalizados e aprendizado.

• Para combater a desinformação ou “infodemia” em torno da COVID-19, as redes sociais e os mecanismos de pesquisa estão usando informações e ferramentas personalizadas de IA e confiando em algoritmos para encontrar e remover material problemático em suas plataformas.

• Assistentes virtuais e chatbots foram acionados para apoiar organizações de saúde, por exemplo, no Canadá, França, Finlândia, Itália, Estados Unidos e pela Cruz Vermelha Americana. Essas ferramentas ajudam a triar as pessoas conforme a presença de sintomas. O Centro de Controle e Prevenção de Doenças dos Estados Unidos e a Microsoft desenvolveram um serviço de auto-verificação para ajudar os usuários a avaliarem se apresentam quadro de COVID-19 e sugerir um curso de ação.

• Identificação, localização e contato com indivíduos vulneráveis ​​e de alto risco. Por exemplo, a Medical Home Network, uma organização sem fins lucrativos de Chicago, implementou uma plataforma de IA para identificar pacientes da Medicaid (N.t.: programa de saúde social dos Estados Unidos para famílias e indivíduos de baixa renda) com maior risco de susceptibilidade à COVID-19 com base no risco de complicações respiratórias e isolamento social.

• A IA pode eventualmente desempenhar um papel na aceleração do treinamento e na educação do pessoal da área de saúde.

Por fim, as ferramentas de IA podem ajudar a monitorar a crise econômica e a recuperação - por exemplo, via satélite, redes sociais e outros dados (como relatórios de mobilidade da comunidade do Google) - e podem aprender com a crise e criar um alerta antecipado para futuros surtos.

 Principais recomendações

Recomenda-se aos governos e outras partes interessadas:

• Incentivar a cooperação e a troca de dados multi-disciplinar e entre partes interessadas, tanto em nível nacional como internacional, pela comunidade de IA, comunidade médica, desenvolvedores e formuladores de políticas públicas para formular o problema, identificar dados e conjuntos de dados abertos relevantes, compartilhar ferramentas e treinar modelos.

• Reconhecer que a IA não é uma “bala de prata”. Os sistemas de IA baseados no aprendizado de máquina funcionam identificando padrões nos dados e exigem grande volume de dados para detectar esses padrões. Os resultados são apenas tão bons quanto os dados usados em treinamento e, em alguns casos, diagnósticos têm sido questionados, e alguns chatbots deram respostas divergentes a perguntas sobre sintomas.

• Assegurar-se de que os sistemas de IA sejam implantados com responsabilidade e em respeito aos os Princípios de IA da OCDE. Isso é particularmente verdadeiro para medidas temporárias de controle e monitoramento populacional, na medida em que alguns sistemas de IA suscitam dúvidas sobre a especificidade de seus propósitos e o perigo de que os dados pessoais possam ser reutilizados de maneira a infringir a privacidade e outros direitos.

• Desenvolver e construir ferramentas de monitoramento baseadas em IA que permitam a pesquisa sem comprometer https://read.oecd-ilibrary.org/view/?ref=128_128758-vfx2g82fn3&title=Ensuring-data-privacy-as-we-battle-COVID-19> a privacidade.

• Aprender com esta onda da pandemia para se preparar para sua provável re-emergência. Uma medida é se comprometer com a pesquisa de tecnologias de IA capazes de aprender com conjuntos restritos de dados, tais como os de pacientes exibindo condições idiossincráticas.