Po pierwsze, metoda. Zastosowana przez autorów sieć neuronowa to nie klasyczny, deterministyczny algorytm, w którym z góry narzuca się komputerowi sposób postępowania. Sieci neuronowe to jakby „czarne skrzynki” – zadaje się im „wejście” (fotografia) i oczekuje się „wyjścia” (diagnozy). Struktura programu ustala się sama w toku uczenia się: przez program przepuszcza się olbrzymią próbkę rozwiązanych już problemów (tutaj było to 129 tys. fotografii opatrzonych diagnozami), a program na bieżąco dopasowuje swą własną strukturę tak, aby dawała jak najlepsze „wyjście”. Ostatecznie program działa, choć nikt do końca nie wie, jaka jest właściwie jego logika. To jednak jeszcze nie rewolucja – sieci neuronowe znane są od dekad.
Po drugie zatem, skuteczność. Opisany algorytm, już po etapie nauki, postawiono obok 21 certyfikowanych dermatologów, każąc im zaklasyfikować, wyłącznie na podstawie fotografii, daną zmianę skórną do jednej z dwóch szufladek, np. zmiana nienowotworowa („pieprzyk”) albo nowotworowa (czerniak złośliwy). Algorytm wypadł lepiej od większości dermatologów (!) ze względu na czułość i swoistość odpowiedzi, czyli – intuicyjnie – zdolność do stawiania dobrych diagnoz i unikania fałszywych.
Po trzecie, elastyczność. Tradycyjnym problemem algorytmów jest podatność na szum. Dwa obrazki przesunięte względem siebie o jeden piksel to dla komputera dwa różne zestawy danych. Autorzy pracy posłużyli się interesującą odmianą sieci neuronowej, tzw. siecią konwolucyjną. Ma ona strukturę inspirowaną budową kory wzrokowej człowieka. Danymi dla takiej sieci nie są pojedyncze piksele, tylko rozmyte, nakładające się na siebie obszary na fotografii. Dzięki temu funkcjonowanie algorytmu jest do pewnego stopnia nieczułe na to np., w jakim oświetleniu i pod jakim kątem wykonano zdjęcie, czy nie jest ono minimalnie rozmazane albo czy na obiektywie aparatu znajduje się pyłek.
Po czwarte w końcu, potencjalne zastosowanie. Nowotwór skóry to powszechna choroba; kluczowe znaczenie ma wczesna diagnoza. Tymczasem coraz więcej osób ma do dyspozycji aparat fotograficzny podpięty do komputera (czyli po prostu smartfon, na którym można by uruchomić opisany program). Pojawia się tu jednak problem. Dermatolog podejrzewający nowotworowy charakter zmiany skórnej nie panikuje, tylko zaczyna działać: np. zleca biopsję, aby się upewnić. Czy użytkownicy aplikacji „diagnozującej” ich pieprzyki będą zachowywać się równie rozsądnie? ©
„Tygodnik Powszechny” – jedyny polski tygodnik społeczno-kulturalny.
30 tys. Czytelniczek i Czytelników. Najlepsze Autorki i najlepsi Autorzy.
Wspólnota, która myśli samodzielnie.
Artykuł pochodzi z numeru TP 07/2017
