Boffins đã chứng minh rằng các thuật toán học máy có thể giúp các nhà khoa học xác định vi-rút và thậm chí có thể được sử dụng để phát triển các xét nghiệm hiệu quả hơn về sự hiện diện của vi-rút Corona COVID-19 trong tương lai gần.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Nagoya, Đại học Osaka và Viện Khoa học và Công nghệ Công nghiệp Tiên tiến Quốc gia ở Nhật Bản đã đào tạo một hệ thống có thể nhận biết XNUMX loại vi-rút khác nhau: vi-rút hợp bào hô hấp, vi-rút corona, vi-rút adeno, vi-rút cúm A và B. -Những vi khuẩn tấn công hệ hô hấp với các triệu chứng cảm lạnh và cúm điển hình.
Giấy của họ, công bố trong ACS Sensors, mô tả hệ thống AI khẳng định các thuật toán được sử dụng có khả năng xác định các loại vi rút này với độ chính xác 99%. Đầu tiên, nhóm nghiên cứu chế tạo một “cảm biến lỗ nano”, một thiết bị được chế tạo từ tấm bán dẫn silicon. Các lỗ nhỏ có đường kính 300nm được khoan vào kim loại để tạo thành các kênh cho phép các ion di chuyển qua tấm bán dẫn khi có điện áp đặt vào.
Số lượng và tốc độ ion đi qua thiết bị có thể được phát hiện bằng cường độ dòng điện được tạo ra. Các hạt virus chặn các lỗ, khiến các ion khó di chuyển hơn và lượng dòng điện tạo ra giảm xuống. Việc nhúng cung cấp một cách tiện lợi để phát hiện vi-rút vì nó cung cấp gợi ý mô tả các đặc tính của hạt. Người ta khẳng định rằng trên thực tế, các đặc điểm của vết nhúng tiết lộ loại vi rút hiện diện.
Makusu Tsutsui, đồng tác giả của bài báo và là giáo sư tại Đại học Osaka, giải thích: “Các nanopore được thiết kế để làm cho điện nhạy cảm với nhiều đặc tính vật lý của virus như kích thước, hình dạng, mật độ điện tích bề mặt và khối lượng”. Đăng ký. “Tất cả những đặc điểm này được phản ánh trong cấu hình tinh tế của tín hiệu xung điện trở được đo.”
Chỉ cần ho vào điện thoại của bạn, làm ơn… Phòng thí nghiệm của MIT cho rằng nó có thể chẩn đoán COVID-19 từ cách bạn khạc ra
Nói cách khác, lượng dòng điện giảm trong thiết bị nanopore là duy nhất đối với từng loại vi-rút. Các cấu hình hiện tại cung cấp một cách để mô tả đặc điểm của vi-rút và các thuật toán luân phiên trong hệ thống máy học đã được đào tạo để phân loại từng loại vi-rút từ các cấu hình này.
Cảm biến có thể phát hiện các loại virus mới bằng cách kiểm tra xem cấu hình hiện tại có khớp với bất kỳ mẫu nào đã biết hay không. “Phương pháp tiếp cận nanopore có thể được áp dụng để xác định các chủng mới. Mặc dù điều này tất nhiên phụ thuộc vào mức độ khác biệt của chúng với các chủng hiện có, nhưng trong nghiên cứu trước đây chúng tôi đã phát hiện ra rằng phương pháp này đủ nhạy để phân biệt các kiểu hình cúm,” Tsutsui nói.
Nhóm nghiên cứu cho rằng phương pháp của họ đặc biệt phù hợp để xác định virus Corona vì hình dạng của mỗi chủng hơi khác nhau. Bằng cách đào tạo các cảm biến nanopore để nhận biết vi rút COVID-19, họ tin rằng thiết bị này có thể được phát triển hơn nữa để kiểm tra sự hiện diện của vi rút Corona mới trong các mẫu. “Công việc này sẽ giúp phát triển bộ công cụ kiểm tra vi-rút vượt trội hơn các phương pháp kiểm tra vi-rút thông thường,” nói tác giả cuối cùng Tomoji Kawai vào đầu tuần này.
“So với các xét nghiệm virus nhanh khác như phản ứng chuỗi polymerase hoặc sàng lọc dựa trên kháng thể, phương pháp mới nhanh hơn nhiều và không cần thuốc thử đắt tiền, điều này có thể giúp cải thiện các xét nghiệm chẩn đoán đối với các hạt virus mới nổi gây ra các bệnh truyền nhiễm như Covid-19. ,” Tsutsui nói thêm. ®
Nguồn: https://go.theregister.com/feed/www.theregister.com/2020/11/13/coronavirus_ai/
