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Corona am Husten erkennen - So klingt es

Wie künstliche Intelligenz bei der Corona-Diagnose helfen soll. Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology präsentierten im Schatten der US-Wahl bahnbrechende Forschungsergebnisse.

von Marvin König


Symbolbild.
Symbolbild. Foto: pixabay/regionalHeute.de

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26.11.2020

Boston. Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben ein bahnbrechendes Forschungsergebnis vorgestellt. Ein auf künstlicher Intelligenz basierendes Programm soll Corona-Infizierte anhand ihres Hustens erkennen können, selbst wenn die Hustenden sonst überhaupt keine Symptome haben. Das ganze soll den Angaben der Forscher zufolge nur mit Audioaufnahmen funktionieren. Die Funktion könnte in einer App fürs Smartphone angeboten werden.



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Die Genauigkeit des Verfahrens ist dabei phänomenal. Die Forscher haben das Programm mit zehntausenden Audioaufnahmen hustender Menschen trainiert. Im Ergebnis identifizierte die Software eigenen Angaben zufolge 98,5 Prozent der bereits positiv auf das Coronavirus getesteten zuverlässig. Die gesunden Probanden erkannte die Intelligenz sogar zu 100 Prozent richtig. Die Audioaufnahmen stammten von Freiwilligen, die ihr Husten über eine Internetplattform übermittelten.

Und so klingt es:



Podcast: Marvin König / Sound Samples courtesy of the researchers / MIT

Veränderungen im Körper auch ohne Symptome


Corona-Infizierte ohne jegliche Krankheitssymptome bereiten den Virologinnen und Virologen seit Beginn der Pandemie Kopfzerbrechen. Sie können das Virus auf Andere übertragen, ohne selbst daran zu erkranken und stellen somit eine nahezu unberechenbare Variable in der Bekämpfung der Infektionsausbreitung dar. Doch auch bei ansonsten asymptomatischen Trägern einer Corona-Infektion treten den Forschungsergebnissen der MIT-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nach Veränderungen auf. Das führt dazu, dass sich selbst ein erzwungenes Husten anders anhört als das eines Nichtinfizierten. Für das menschliche Ohr sei der Unterschied nicht hörbar. Künstliche Intelligenz ist jedoch anscheinend dazu in der Lage, diese Unterschiede festzustellen.


Das Forschungsteam arbeitet aktuell daran, das KI-Modell in eine benutzerfreundliche App für Smartphones zu integrieren. Sollte diese behördlich zugelassen werden, könnte künstliche Intelligenz im Smartphone den Forschern zufolge ein effektives und kostenloses Werkzeug zur Unterstützung bei der Feststellung einer Coronavirus-Infektion darstellen. Die herkömmlichen PCR-Tests sollen dadurch aber nicht abgelöst werden, die App soll viel mehr bei der Entscheidung darüber helfen, ob ein PCR-Test wirklich notwendig ist.

"Die effektive Implementierung eines Diagnosewerkzeuges dieser Art könnte die Ausbreitung der Pandemie deutlich verringern, wenn sie Jeder nutzt bevor er in einen Klassenraum, in die Fabrik oder in ein Restaurant geht", so Co-Autor Brian Subirana, Forscher am MIT.

Alzheimer und Corona haben Ähnlichkeiten


Die Forscherinnen und Forscher betreten mit ihrer Arbeit jedoch nicht wirklich Neuland: Bereits vor Ausbruch der Pandemie sei daran gearbeitet worden, Algorithmen auf die Erkennung von Lungenentzündungen und Asthma zu trainieren, ebenfalls mit von Smartphones aufgenommenen Husten. Auf eine ähnliche Weise hat ein MIT-Team ein Verfahren entwickelt, mit dem sich - ebenfalls durch Husten - mögliche Anzeichen auf eine Alzheimer-Erkrankung feststellen lassen. Symptome dieser Krankheit betreffen nicht nur neurologische Ausfälle, sondern durch Muskelschwächung auch eine Veränderung der Stimmbänder. Das Modell bewährte sich in diesem Bereich gut. Auf diesen Forschungsergebnissen aufbauend habe Subirana sich zu Anfang der Pandemie gefragt, ob das KI-Modell nicht auch eine COVID-19 Erkrankung zuverlässig identifizieren könnte. "Die Geräusche von gesprochenen Worten und Husten sind beide von dem Stimmbändern und den sie umgebenden Organen beeinflusst. Das heißt, wenn jemand spricht, klingt ein Teil des Sprechens wie Husten und umgekehrt. Künstliche Intelligenz kann nur aus dem Husten einer Person Dinge wie das Geschlecht einer Person, die Muttersprache oder sogar die Gefühlslage erkennen", erklärt der Wissenschaftler und stellt fest: "Es steckt tatsächlich viel Gefühl im Husten." Erschreckenderweise kamen die Forschenden jedoch zu dem Schluss, dass sich die neurologischen Symptome von Alzheimer und einer COVID-19 Erkrankung erstaunlich ähnlich sind.


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