جهش های COVID-19 همچنان جهان را آزار می دهد. برای دانشمندان علوم پزشکی، دریافت اولین نگاه ممکن در مورد زمان و چگونگی تغییرات ویروس بسیار مهم است – این به آنها یک شروع عالی در توسعه جدیدترین و قوی‌ترین دسته از واکسن‌ها و داروها می‌دهد و بیشترین زمان را برای در نظر گرفتن دستورالعمل‌های بهداشتی ممکن می‌دهد. صادر شده.

هنگامی که سرعت و دقت حیاتی است، یادگیری ماشین و هوش مصنوعی (AI) به میدان می آیند. هوش مصنوعی می تواند داده ها را با سرعت و دقت بی نظیری برای انسان تجزیه و تحلیل کند. و در مبارزه با کووید-19، سندرم تنفسی حاد شدید (SARS) و سندرم تنفسی خاورمیانه (MERS)، سه عفونت ویروسی که می تواند کشنده باشد، شروع به کمک می کند.

تجزیه و تحلیل DNA ویروس‌ها مدت‌هاست که برای کشف شباهت‌های بین بیماری‌ها استفاده می‌شود و به ایجاد پیوندهایی کمک می‌کند که دانش بیشتری در مورد هر یک از آنها باز می‌کند. COVID-19، SARS و MERS توالی های نوکلئوتیدی بسیار مشابهی را به اشتراک می گذارند، و آنها را کاندیدهای اصلی برای ارجاع متقابل و مطالعه با هم می کند. در واقع، آنها از یک خانواده هستند.

اما تحقیقاتی که بدون یادگیری ماشینی یا هوش مصنوعی انجام شد، نتوانست پیشرفت مورد نیاز برای شکستن کد و درک چگونگی جهش COVID-19 را ایجاد کند. در کارآزمایی‌ها، محققان 30 نمونه DNA هر کدام از کووید-19، مرس و سارس را در مقایسه با یک «پرایمر» کووید-19 مورد مطالعه قرار دادند. پرایمر یک توالی DNA است که برای آزمایش مثبت بودن یک نمونه DNA برای ویروس ها یا باکتری های خاص با تجزیه و تحلیل شباهت های بین نمونه و پرایمر استفاده می شود. آزمایش واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) تمایز بین ساختارهای نوکلئوتیدی سه ویروس را روشن کرد، اما نتایج نمی‌تواند به طور قطعی بین COVID-19 و دو ویروس دیگر تمایز قائل شود.

افزودن یادگیری ماشینی به معادله، میزان موفقیت را به شدت افزایش داد. این به محققان اجازه داد تا الگوی فاصله هر نمونه DNA را مطالعه کنند، بنابراین می توان مکان دقیق DNA آلوده به COVID-19 را شناخته و پیش بینی کرد. محققان از چهار روش یادگیری ماشینی استفاده کردند که هر کدام با ترکیبی متفاوت از تنظیمات پارامتر بهینه شده بودند. تنوع به محققان این امکان را داد تا بر روی بهترین نتایج پیش‌بینی برای هر مطالعه موردی تمرکز کنند.

شباهت ساختار DNA COVID-19، MERS و SARS یکی از موانع پیش‌بینی نمونه‌هایی است که واقعاً به COVID-19 آلوده شده‌اند. روش همترازی DNA با نمونه‌های اولیه COVID-19 در همه نمونه‌ها، از جمله MERS و SARS، مقادیر مثبتی داشت. اما با کمک هوش مصنوعی، بسیار واضح‌تر شده است که تفاوت بین ویروس‌ها کجاست. یادگیری ماشینی می تواند بین سه ویروس مرتبط نزدیک به روشی که آزمایش DNA نمی تواند تمایز قائل شود.

نتایج پیش‌بینی قوی بود، و نشان داد که دو رویکرد بهینه‌سازی یادگیری ماشین قادر به مشاهده تغییرات در الگوهای تراز DNA و پیش‌بینی تغییرات با دقت 100 درصد بودند. دو بهینه‌سازی کم‌موفق‌تر همچنان 98.3 درصد دقت را ایجاد کردند و خطاهایی در داده‌های نمونه COVID-19 رخ داد. این نشان می‌دهد که ترکیب DNA در نمونه‌های COVID-19 هنوز متنوع است و احتمال ادامه جهش‌ها وجود دارد.

این داده ها برای محققان و شرکت های داروسازی فوق العاده مفید است. نتایج این تجزیه و تحلیل واضح‌ترین نشانه را در مورد چگونگی جهش کووید-19 نشان می‌دهد و امکان برنامه‌ریزی بهینه را برای تصمیم‌گیری‌های مهم منابع، مانند ساخت واکسن و تولید داروهای ضد ویروسی فراهم می‌کند. از آنجایی که همه گیری همه گیر در حال گسترش است، جامعه تحقیقاتی باید در لبه برش باقی بماند تا به جهان شانس مبارزه با ویروس کرونا بدهد. هوش مصنوعی در فرآیند تحقیق به انجام آن کمک می کند.