KI bringt das Gesundheitswesen an den Rand der Zukunft
Künstliche Intelligenz (KI) hat das Potenzial, die Biowissenschaften, insbesondere das Gesundheitswesen, erheblich zu beeinflussen. Um dieses Potenzial auszuschöpfen, werden jedoch Daten benötigt – und zwar jede Menge davon. Um diese Daten zu erhalten, muss Edge ausgenutzt werden. „Die Vorteile der KI werden sich größtenteils aus der Nutzung von IT-Ressourcen ergeben, die sich an der Peripherie des Netzes befinden, also dort, wo die Datenquelle produziert wird“, erklärt Danilo Ardagna(öffnet in neuem Fenster), außerordentlicher Professor an der Polytechnischen Universität Mailand(öffnet in neuem Fenster). Hier wird Edge Computing relevant. Im Gegensatz zum herkömmlichen Cloud Computing, bei dem die Daten zur Verarbeitung an ein Rechenzentrum gesendet werden, handelt es sich beim Edge Computing um einen verteilten Rahmen, mit dem die Verarbeitungsleistung und die Datenspeicherung näher an die Datenquelle gebracht wird – in der Regel in die Nähe der Endgeräte, die sie erzeugen und verbrauchen. „Der Vorteil der lokalen Datenverarbeitung liegt in der kürzeren Latenzzeit, der besseren Anwendungsleistung und den möglichen Einblicken in Echtzeit“, sagt Ardagna.
Die Entwicklung von KI-Anwendungen unterstützen
Unternehmen und Forschende erhalten über das EU-finanzierte Projekt AI-SPRINT(öffnet in neuem Fenster) Unterstützung, diese Vorteile auszunutzen. „Unser Ziel ist es, den Zugang zu KI-Technologien zu demokratisieren, indem wir die Entwicklung von Anwendungen der künstlichen Intelligenz durch Edge Computing vereinfachen und beschleunigen“, fügt Ardagna hinzu, der das Projekt koordiniert hat. Das Herzstück des Projekts ist eine Reihe innovativer Werkzeuge als Unterstützung bei der Entwicklung von KI-Anwendungen. Dabei wird auch die Ausführung gesichert, der einfache Einsatz gewährleistet und das Betriebsmanagement optimiert. „Diese Werkzeuge sind insofern einzigartig, als sie die Leistung, Energieeffizienz und Genauigkeit der KI-Modelle steigern und gleichzeitig Sicherheit und Datenschutz garantieren“, erklärt Ardagna.
KI-Werkzeuge in den Biowissenschaften
Im Rahmen des Projekts wurden nicht nur die KI-Werkzeuge entwickelt, sondern auch auf verschiedene Anwendungsfälle angewandt – unter anderem in den Biowissenschaften. In der Abteilung für Biowissenschaften des Barcelona Supercomputing Center(öffnet in neuem Fenster) (BSC) wurde die Technologie von AI-SPRINT integriert, um anhand von Sensordaten und Informationen über den Lebensstil KI-Modelle für die Bewertung des Schlaganfallrisikos zu entwickeln. Konkret wurden mit den AI-SPRINT-Lösungen sensible Gesundheitsdaten geschützt und Risikoprognosemodelle optimiert. „Mit unserem einzigartigen Rahmen können nicht nur tragbare und mobile Geräte in die Gesundheitsversorgung eingebunden werden, die KI-Nutzung durch diese Geräte wird auch sichergestellt, um wertvolle Erkenntnisse für die Patientenversorgung zu gewinnen“, erklärt Ardagna. Der Anwendungsfall der personalisierten Gesundheitsfürsorge am BSC war so erfolgreich, dass eine Ausgründung(öffnet in neuem Fenster) entstanden ist, um die Nutzung der Anwendung zur Bewertung des Schlaganfallrisikos zu fördern. Seitdem hat das Unternehmen fast 700 000 EUR an Finanzmitteln erhalten. Das BSC ist auch eine Partnerschaft mit dem Sant Pau Stroke Research Centre in Barcelona eingegangen, um eine fortschrittlichere Lösung für die Risikoprävention zu entwickeln, bei der auch Multi-Omik-Daten berücksichtigt werden.
Revolution des Gesundheitswesens mit KI und Edge Computing
Ein unerwartetes Ergebnis des Projekts war die Verwendung der AI-SPRINT-Modelle am BSC zur Erfassung von EKG-Daten (Elektrokardiogramm) von Menschen, die an einer vom Ospedale Maggiore di Niguarda in Mailand(öffnet in neuem Fenster) durchgeführten Studie teilnahmen. Nach Abschluss der Studie identifizierten die teilnehmenden medizinischen Fachkräfte eine Person mit erheblichen kardiovaskulären und herzbezogenen Problemen. Dieses rechtzeitige Eingreifen, das dank des Einsatzes von KI-Modellen möglich war, ermöglichte den Anstoß zusätzlicher Analysen und Behandlungen, wodurch mögliche gesundheitliche Komplikationen eingedämmt werden konnten. „Dies ist nur ein Beispiel dafür, wie künstliche Intelligenz und Edge Computing die Gesundheitsforschung und die Patientenversorgung revolutionieren werden – und AI-SPRINT ist stolz darauf, einige der Werkzeuge beigesteuert zu haben, die diese Revolution möglich machen“, schließt Ardagna.
