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10 Giu 2020

La tecnologia al servizio dell’emergenza coronavirus: l’intelligenza artificiale

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Sono molte le tecnologie che possono aiutarci a fronteggiare la diffusione del virus. Quali sono in sviluppo anche in Italia?

Tra le nuove tecnologie che abbiamo già utilizzato e continueremo a usare per fronteggiare la diffusione del SARS-CoV-2, alcune sono in sviluppo anche in Italia. Vediamo quali.

Istituto Italiano di Tecnologia

L’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) è un ente statale di ricerca attivo dal 2005 con sede centrale a Genova, il cui scopo è quello di promuovere la ricerca scientifica in settori tecnologici di pubblico interesse e lo sviluppo economico, oltre che l’istruzione superiore nell’ambito delle scienze e della tecnologia.

Con oltre 1.700 dipendenti tra ricercatori, dottorandi e postdoc, le linee di ricerca dell’IIT spaziano dalla robotica alle nanotecnologie, passando per la genetica e le neuroscienze.
Durante l’emergenza coronavirus l’istituto si è focalizzato sullo studio e lo sviluppo di tecnologie che potessero essere utili per il contenimento del virus, attraverso tecniche e algoritmi di intelligenza artificiale.

Intelligenza artificiale, machine learning e computer vision

L’intelligenza artificiale (IA) è una branca dell’informatica il cui scopo è lo sviluppo di software (e hardware corredati) “intelligenti”, che risolvano problemi similmente a come lo farebbe la mente umana.

Machine learning e computer vision sono delle metodologie utilizzate per arrivare a costruire tali sistemi intelligenti.

In particolare, il machine learning si basa su algoritmi costruiti per “imparare” e correggere i propri errori tramite la ripetizione di azioni simili tra loro, proprio come fanno gli umani. L’uso di questi algoritmi risulta estremamente utile perché il sistema impara autonomamente e acquisisce esperienza, migliorandosi.

La computer vision (nota in italiano come “visione artificiale”), studia la creazione, l’implementazione e l’uso di modelli tridimensionali che possano riprodurre fedelmente la vista umana, sia in termini di visualizzazione sia di riconoscimento di luoghi, persone o oggetti.

L’IIT ha usato IA, machine learning e computer vision per contribuire alla lotta contro il coronavirus, creando tre diversi progetti open source, ovvero disponibili liberamente e non coperti da copyright.

Screening della temperatura e intelligenza artificiale

Questo primo progetto consiste nell’uso dell’IA per la misurazione della temperatura, mediante l’uso di termocamere. Le termocamere sono sensibili alla radiazione infrarossa, legata al calore, e sono in grado di “mappare” le diverse temperature nel loro campo visivo.

Il software open source sviluppato è in grado di rilevare la presenza di una o più persone e localizzare il volto, sul quale effettua la misurazione, e segnala visivamente temperature oltre i 37,5°C.

Rilevamento del social distancing tramite algoritmi di machine learning

L’IIT ha creato degli algoritmi di machine learning che permettono l’utilizzo di semplici videocamere per rilevare la distanza fra le persone inquadrate.

La distanza interpersonale obbligatoria di 1 metro, detta “social distancing”, può essere quindi rilevata facilmente poiché il software è in grado di riconoscere le persone nell’immagine, calcolarne l’altezza e infine stimare attorno a esse un perimetro di un metro. Se due persone sono all’interno dell’altrui perimetro verrà segnalato visivamente.

Radiomica per la diagnosi della polmonite da COVID-19 tramite computer vision

Le malattie come tumori o infezioni possono essere esaminate grazie alle moderne tecniche di diagnosi per immagini come TAC (tomografia assiale computerizzata), radiografie e risonanza magnetica. La radiomica è una tecnica che converte tali immagini in numeri, che consentono di avere una descrizione quantitativa della patologia, come ad esempio la forma, il volume e la struttura di una massa tumorale.

In un nostro precedente articolo avevamo parlato di come la TAC sia utile per la diagnosi della caratteristica polmonite interstiziale di COVID-19. Tramite la tecnica radiomica sviluppata dall’IIT la diagnosi viene facilitata, l’infezione riconosciuta e il software è in grado di formulare una prognosi che può dare un ulteriore supporto ai medici nel riconoscimento dei casi a rischio.

Fonti: