واتسون، هوش مصنوعی IBM، با ادعایی بزرگ به درمان سرطان می‌آید

تاریخچه IBM؛ واتسون کیست؟

IBM در سال 1911 در نیویورک توسط توماس جی. واتسون برای به‌کارگیری و توسعه اختراع‌های ثبت‌شده هرمان هولریث، مخترع دستگاه‌های کارت پانچ، تأسیس شد. این شرکت در حوزه‌های گوناگون از سخت‌افزار، نرم‌افزار، سرور و ابررایانه تا نانوفناوری فعالیت دارد و نام آن از International Business Machines یعنی رایانه‌های تجاری بین‌المللی گرفته شده است. IBM صدها اختراع مانند خودپرداز، فلاپی‌دیسک، رایانه شخصی و کاربرد بارکد را که در زندگی بسیار استفاده می‌کنیم ارائه کرده است. با فعالیت در حدود 170 کشور و بیش از 370 هزار کارمند، یکی از بزرگ‌ترین شرکت‌های فناوری جهان است. IBM با ابررایانه‌ای که از رقابت شطرنج با کاسپاروف می‌شناسیم، یعنی deep blue به‌عنوان ابررایانه خود، تعامل انسان و ماشینرا وارد بُعد دیگری کرد. در سال 2011 با ابررایانه جدید IBM، واتسون، آشنا شدیم. واتسون در مسابقه اطلاعات عمومی Jeopardy آمریکا با پاسخ دادن به پرسش‌ها، رقیبان انسانی خود را با اختلاف زیاد شکست داد.

نام واتسون از توماس جی. واتسون، یکی از بنیان‌گذاران IBM، گرفته شده است. واتسون که به سرپرستی دیوید فروچی توسعه یافت، با توانایی پاسخ دادن به پرسش‌ها برجسته شد. واتسون با ویژگی پردازش زبان طبیعی و فراتر از سامانه‌های اطلاعاتی سنتی، با رایانش شناختی، cognitive computing، می‌تواند آنچه حدود %80 محیط اینترنت را تشکیل می‌دهد، یعنی ساختارهای داده نامنظم را درک کند و خود را آموزش دهد. می‌توان این موضوع را با مثالی توضیح داد. داده ساختاریافته یعنی اطلاعاتی مانند قد، وزن یا رنگ چشم یک فرد در قالبی مشخص نگهداری و استفاده شود. این داده‌ها به‌راحتی با الگوریتم‌ها و نرم‌افزارهای مختلف پردازش می‌شوند و می‌توان از آن‌ها نتیجه‌گیری کرد. اما واتسون با رویکردی دیگر مغز انسان را تقلید می‌کند. فرض کنیم واژه «سرطان» را به واتسون بدهیم. آن را در میان همه داده‌ها مرتبط می‌کند و انواع سرطان، نشانه‌ها و برنامه‌های درمانی متفاوت برای هر فرد را ارائه می‌دهد؛ همراه با منابع و درصدهای احتمال. توانایی پیش‌بینی نیز اینجا برجسته است. یکی از مشکلات بزرگ افراد این است که نمی‌دانند چه بپرسند؛ واتسون با توان پیش‌بینی خود در این زمینه نیز راهنمایی می‌کند.

IBM Watson وارد حوزه سرطان می‌شود

پس از برنده شدن در مسابقه اطلاعات عمومی، ابررایانه واتسون با وجود امکان استفاده در حوزه‌های مختلف، برای خدمات سلامت و به‌ویژه درمان سرطان در اختیار مرکز سرطان مموریال اسلون کترینگ نیویورک، MSKKM، قرار گرفت. IBM Watson که حدود 5 سال برای سرطان‌شناسی آموزش دیده، سرعت تصمیم‌گیری درمانی را به‌طور چشمگیری افزایش داد. در آموزش، نتایج آزمایش خون، گزارش‌های آسیب‌شناسی و تصویربرداریِ نشان‌دهنده اندازه، محل و نوع تومور و وضعیت جهش‌های ژنتیکی استفاده شد. این موارد با جست‌وجوهای بسیار گسترده منابع پزشکی ترکیب شدند تا برنامه‌های درمانی مبتنی بر شواهد شکل بگیرند.

واتسون، نمونه پیشرفته هوش مصنوعی، میلیون‌ها صفحه متن، از جمله پرسش‌ها و تصمیم‌های پزشکان، را می‌خواند و درک می‌کند و با محاسبه احتمال‌ها برنامه درمانی ارائه می‌دهد. ابتدا برای سرطان‌های ریه، پستان و کولورکتال، یعنی روده بزرگ، آموزش دید. توصیه‌های درمانی آن برای بیماران سرطان پستان از مرحله 1 تا 3 بیش از %90 دقت داشت. همچنین زمان لازم برای توصیه در سرطان ریه، نصف زمانی بود که سرطان‌شناسان باتجربه MSKKM صرف می‌کردند.

در پژوهشی در مرکز سرطان مانیپال هند با حضور 638 بیمار، زمان بررسی داده‌های بیمار و تصمیم‌گیری پزشکان حدود 20 دقیقه بود، اما این زمان برای واتسون فقط 40 ثانیه بود.

امروزه یک دانشمند برای عقب نماندن از پیشرفت‌های حوزه خود می‌تواند سالانه حدود 200 تا 300 مقاله پژوهشی بخواند، اما واتسون چنین محدودیتی ندارد. سکوی مورد استفاده واتسون برای کشف دارو با 25 میلیون چکیده Medline، بیش از 1 میلیون مقاله و 4 میلیون ثبت اختراع آموزش داده شد و هر ماه نیز با 10 هزار مقاله علمی تازه و داده‌های 100 مطالعه بالینی جدید به آموزش ادامه می‌دهد.

می‌بینیم پیش‌بینیِ کمک هوش مصنوعی تقویت‌شده با رایانش شناختی به تصمیم‌گیری پزشکان، نه در آینده‌ای دور بلکه امروز محقق شده است و آموزش واتسون فقط 5 سال طول کشید. این کار تفاوتی با آموزش یک پزشک جوان ندارد و در آینده، واتسون ابزاری ضروری برای پزشکان خواهد بود.

مطالعه بیشتر: واتسون در همه حوزه‌های سرطان

آموزش سرطان برای واتسون که قبلاً 6 تا 9 ماه طول می‌کشید، اکنون 30 روز زمان می‌برد. این نرم‌افزار هوش مصنوعی در حدود 30 مرکز سرطان و ده‌ها مؤسسه پژوهشی در چین و آمریکا آزمایش می‌شود.

اگرچه واتسون در بیشتر مراکز سرطان آمریکا هنوز در مرحله آزمایش است، اخیراً در مرکز سلامت ژوپیتر فلوریدا سامانه‌ای مبتنی بر ابر برای سرطان‌های پستان، ریه، کولورکتال، معده، دهانه رحم و تخمدان نصب شد. همچنین در بعضی بیمارستان‌های تایلند، هند، کره و اسلواکی استفاده می‌شود و تلاش برای سازگار کردن آن با بعضی سامانه‌های بیمارستانی چین ادامه دارد.

IBM Watson کاربردهای کمکی گوناگونی نیز در سرطان‌شناسی دارد. در ژانویه گذشته با شرکت ایلومینا، تولیدکننده تجهیزات توالی‌یابی DNA، همکاری کرد. هدف این همکاری، ارائه نتایج تحلیل ژنتیکی با استانداردی برابر با دانشمندان در زمان کوتاه‌تر است. IBM Watson به ایمنی‌درمانی نیز وارد شده است. در دسامبر گذشته، فایزر در همکاری تیمی با IBM Watson Health، به پژوهشگران در یافتن اهداف دارویی جدید، درمان‌های ترکیبی احتمالی برای مطالعات و انتخاب بیمار برای مطالعات بالینی کمک کرد.

واتسون ابتدا برای ارائه برنامه‌های درمانی مختلف به بیماران استفاده شد. بله، اکنون تنها برای بعضی انواع سرطان برنامه درمان سرطان‌شناسی ارائه می‌دهد، اما در آینده نزدیک با ارائه برنامه‌های جراحی، پرتودرمانی یا هورمون‌درمانی نیز به توانایی‌ای خواهد رسید که نشان دهد در کوتاه‌مدت و درازمدت چه چیزی در انتظار بیمار است.