في سن المراهقة ينشئ تطبيقًا لتحديد أوجه القصور في المغذيات

طور طالب المدرسة الثانوية Rian Tiwari تطبيقًا للهاتف المحمول يستخدم الذكاء الاصطناعي لمساعدة الحوامل على اكتشاف نقص المغذيات عن طريق مسح أظافرهن. يستخدم تطبيق Tiwari بيانات من عمليات المسح لإصدار توصيات بشأن النظام الغذائي ونمط الحياة ، بهدف تقليل احتمالية إصابة المستخدم بفقر الدم.

يعاني الأشخاص المصابون بفقر الدم من انخفاض مستويات خلايا الدم الحمراء السليمة اللازمة لنقل الأكسجين إلى أنسجة الجسم. أكثر من 50 في المائة من الحوامل يصبن بفقر الدم ، وفقًا لعيادة كليفلاند ، مما يخاطر بالولادة المبكرة ، وانخفاض الوزن عند الولادة ، واكتئاب ما بعد الولادة. يمكن أن تكون الوقاية من فقر الدم سهلة مثل تناول الأطعمة الغنية بالحديد مثل الفول واللحوم الحمراء والفواكه المجففة.

في عام 2020 ، بصفته طالبًا في السنة الثانية في مدرسة جنوب برونزويك الثانوية في نيوجيرسي ، كان تيواري يتعلم عن بُعد أثناء جائحة فيروس كورونا ، ووجد نفسه يشعر بالملل. اقترح والده عليه التفكير في الأمر إيكيغاي، وهو مفهوم ياباني يشير إلى شيء يعطي الشخص إحساسًا بالهدف. قرر Tiwari أن هدفه هو مساعدة الآخرين من خلال التكنولوجيا.

بدأ البحث في العديد من الحالات المزمنة وركز على فقر الدم. وجد أن هناك تطبيقات موجودة بالفعل لمراقبة مستويات الهيموجلوبين. لكنه تعلم أيضًا أن مظهر الظفر يمكن أن يعطي أدلة حول صحة الشخص. يمكن أن يكون تغير اللون والتموجات والنتوءات والتغيرات الأخرى في الظفر علامات على نقص المغذيات أو المرض. قد تشير البقع البيضاء ، على سبيل المثال ، إلى نقص الزنك. تقترح الأظافر الهشة والمتشققة مستويات منخفضة من حمض الفوليك.

أنشأ Tiwari تطبيقًا يحلل عمليات مسح الأظافر بحثًا عن علامات نقص فيتامين ب 12 والكالسيوم والزنك والمواد المغذية الأخرى. في حالة وجود هذه العلامات ، يوصي التطبيق بتغييرات في النظام الغذائي ونمط الحياة ، مما قد يمنع تطور فقر الدم.

قدم تطبيقه في مؤتمر IEEE الدولي العام الماضي حول الواقع الذكي خلال حدث تم استضافته بالتعاون مع Amazon Web Services. ركز الحدث على كيفية مساعدة AWS للشركات الناشئة التي تطور تكنولوجيا الرعاية الصحية.

يقول تيواري: “إن عرض عملي أمام مهندسين بارزين ومحترمين شعر بأنه غير واقعي”. “شعرت بالتواضع لإتاحة الفرصة لي لعرض عملي والتعلم من المقدمين الآخرين.”

تحويل فكرة إلى تطبيق جوال

في عام 2020 ، قدم Tiwari واثنان من زملائه عرضًا تقديميًا وخطة عمل لمنتجهم في مسابقة Conrad Challenge ، وهي مسابقة للطلاب الذين يطورون تقنيات تعالج مشكلة عالمية. تم اختيارهم كمرشحين نهائيين ، وقد قدموا فكرتهم افتراضيًا إلى قمة كونراد لتحدي الابتكار في مركز الفضاء في هيوستن. على الرغم من أنهم لم يفزوا ، إلا أن Tiwari مضى قدمًا في تطوير التطبيق.

ومع ذلك ، كان بحاجة إلى المساعدة. وجد Viswanatha Allugunti ، مهندس حلول في Arohak – شركة برمجيات في Monmouth Junction ، نيوجيرسي – على LinkedIn واتصل به. يقول Tiwari إنه شعر أن خبرة Alugunti في التعلم الآلي وتطوير الأعمال ستكون مفيدة.

يقول تيواري: “لقد ساعدني وجود دكتور ألوجونتي كموجه في دفع نفسي وهذا المشروع إلى المستوى التالي”. “لقد علمني المزيد عن الترميز ، وكيفية التقدم للحصول على براءة اختراع ، وكيفية إجراء البحوث بشكل أكثر فعالية.”

كما ساعده Allugunti أيضًا في تضييق نطاق المستخدمين المستهدفين من أي شخص مصاب بفقر الدم إلى الحوامل ، مع التركيز على مجموعة لديها حاجة خاصة للتكنولوجيا ، كما يقول Tiwari.

قدم تيواري براءة اختراع أمريكية لاختراعه في عام 2021. وحصل على براءة اختراع في ألمانيا العام الماضي.

كيف يمكن للذكاء الاصطناعي قراءة أظافرك

أنشأ Tiwari الخوارزميات التي يستخدمها تطبيقه من خلال تشغيل مجموعات البيانات التي تم الحصول عليها من موقع Kaggle مفتوح المصدر عبر منصة للتعلم الآلي. تصنف الخوارزمية صور الأظافر بناءً على مظهرها. يبحث عن الشقوق والحواف والتقشير وتغير اللون. يمكن أن تظهر على الشفاه والجفون الداخلية أيضًا علامات نقص المغذيات ، لكن Tiwari اختارت تحليل الأظافر ، نظرًا لأنه من الأسهل تصويرها.

يبدأ التطبيق بصورة لمسمار يلتقطها المستخدم. ثم يستخدم شبكة عصبية قائمة على الجهاز لتحليل الصورة وتصنيف الظفر على أنه صحي أو غير صحي ، كما يقول تيواري.

على سبيل المثال ، إذا اكتشف التطبيق أن الشخص يعاني من نقص حمض الفوليك ، فإنه يوصي بتناول أطعمة مثل الهليون والسبانخ وبذور عباد الشمس ، كما يقول.

يخزن التطبيق بعض المعلومات الطبية بالإضافة إلى سجلات التحليلات والتوصيات من عمليات الفحص السابقة.

لاختبار التطبيق ، اتصلت Tiwari بمنظمات صحة الأم. تحدث مع Reach ، وهي منظمة غير ربحية توفر الإرشاد والفرص التعليمية للأشخاص الذين يطورون التكنولوجيا التي تتيح رعاية فردية للمرضى. أطلقت المنظمة مشروعها الخاص – برنامج الوقاية من وفيات الأمهات – لضمان وصول الحوامل إلى المراقبة الصحية.

يقول تيواري إنه عمل عن كثب مع رئيس المنظمة ، فران أيالاسوماياجولا ، لمعرفة ما يلزم لإدارة الأعمال التجارية. يقول إنها ساعدته في إنشاء مجلس استشاري والقيام بالتواصل مع المريض.

إنه يعمل على جعل التطبيق يقوم بتحليل صور الشفاه والجفون الداخلية أيضًا ، والتي يمكن أن تظهر أيضًا علامات نقص المغذيات ، كما يقول. كما أنه يريد إضافة توصيات بشأن الأدوية ومكملات الفيتامينات.

يقول Tiwari إنه سيجري تجربة التطبيق هذا العام. يخطط لإتاحته لأجهزة Android و iOS.

مستوحى من IEEE

يقول Tiwari إنه كان مصدر إلهام لممارسة مهنة في العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات بفضل والده ، راجيف ، الذي عرّفه على منتجات IEEE وخدماتها ومؤتمراتها ومنشوراتها. يعمل العضو الأول في IEEE كرئيس مشارك للجنة الاتجاهات المستقبلية IEEE.

تيواري يقول IEEE Spectrum والعديد من منشورات IEEE الحائزة على جوائز والتي يشترك والده في إحداث تأثير كبير عليه. قراءة المقالات المنشورة في نطاق ساعده في اكتشاف أنه يريد الحصول على وظيفة في مجال التكنولوجيا ، كما يقول.

الكثير من التقنيات الرائعة IEEE Spectrum يكتب عنها ، مثل الحوسبة الكمومية ، تبدو وكأنها من فيلم خيال علمي “. “أريد العمل على هذه الأنواع من التقدم التكنولوجي.”

يقول إنه يخطط لمهنة في التعلم الآلي ، وتحديداً معالجة اللغة الطبيعية.

يقول: “مساعدة المرضى في مراقبة صحتهم ليست سوى واحدة من المشاكل التي آمل في حلها باستخدام الذكاء الاصطناعي”. “ساعدني تطوير تطبيق APT للجوال في اكتشاف أنني أريد توسيع عملي ليشمل مجالات أخرى مثل ترجمة اللغة.”

تقدم طالب المدرسة الثانوية مؤخرًا إلى الكليات. أفضل خياراته هي كورنيل ، وجورجيا تك ، وجامعة ميشيغان ، وجامعة إلينوي بسبب أنواع برامج العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) التي يقدمونها.

يقول تيواري: “إن عمل الطلاب وأعضاء هيئة التدريس في هذه الجامعات غير عادي”. “يمكن أن تساعدني البرامج المقدمة في هذه المدارس في تعزيز التكنولوجيا الحالية أو تطوير الحل الخاص بي للحواجز اللغوية الموجودة في جميع أنحاء العالم.”

يقول إنه يتطلع إلى أن يصبح عضوًا في IEEE ويتطلع إلى المؤتمرات وفرص التواصل.