اگه فکر میکنی بدن ما مثل یه چیزی ثابت و بیتغییره، سخت در اشتباهی! بافتهای بدن (مثلاً گوشت و پوست و اینا) خیلی پیچیدهان و همش دارن با توجه به شرایط مختلف، تغییر میکنن. واسه همین، اگه بخوایم بفهمیم بدن آدم چطوری و به چه دلیلی تغییر شکل میده (چه وقتی که طبیعیه یا حتی وقتی که یه مشکلی هست)، لازمه بتونیم این تغییرات رو مدل کنیم و بفهمیم جریان چیه.
این مدلسازی شکلی فقط یه کار علمی صرف نیست؛ کارایی خیلی باحالی هم داره! مثلاً توی پزشکی، کمک میکنه سریع بفهمن یه بیمار به درمان جواب میده یا نه، یا حتی بشه آینده بیماری رو پیشبینی کرد. اما خب مدل کردن این تغییر شکلها اصلاً کار سادهای نیست چون این تغییرات بدن خیلی غیرخطی و پیچیدهان (غیرخطی یعنی به این راحتی با یه رابطه ساده دو دو تا چهارتا نمیتونیم توضیحش بدیم!).
حالا چه جوری این کار رو انجام میدن؟ یه چندتا تکنیک باحال هست که دانشمندها سراغش رفتن. اولیش “diffeomorphic metric mapping” ـه؛ این اسمهاش عجیب غریبه ولی در واقع یه مدل ریاضی خیلی قوی و نرم و لطیفه که میتونه خیلی دقیق این تغییر شکلهای پیچیده رو دنبال کنه.
از اون طرف، فناوری جدیدترها هم وارد شدن: مثلاً هوش مصنوعی و Deep Learning که این روزا همه جا بحثش هست! Deep Learning یعنی یادگیری عمیق، که مدلهای کامپیوتری خیلی بزرگ و باهوشن. این مدلها (مثل autoencoder، یا همون رمزگذار-رمزگشا که خودش یاد میگیره بخش مهم اطلاعات یه تصویر رو خلاصه کنه و بعد دوباره بسازه)، networkهای مولد (Generative Networks یعنی شبکههایی که خودشون میتونن داده جدید بسازن)، و شبکههای عصبی بازگشتی (Recurrent Neural Network یعنی شبکههایی که میتونن اطلاعات دنبالهای مثل ویدئو یا سری زمانی رو خوب مدیریت کنن) میتونن این روند تغییر شکل توی تصاویر پزشکی رو مدل کنن و حتی پیشبینی کنن.
جالب اینجاست که دانشمندها این روشها رو با هم قاطی هم میکنن که بتونن بیشترین دقت رو داشته باشن. مثلاً میان یه قسمت کار رو با الگوریتمای ریاضی دقیق جلو میبرن و بعدش از هوش مصنوعی برای یادگیری و کشف الگوهای پیچیده کمک میگیرن.
البته هیچ سیستم یا روشی بینقص نیست! دانشمندها هنوز دارن روش کار میکنن که ایرادهای فعلی رو برطرف کنن؛ مثلاً بعضی از این الگوریتمها یا روشها هنوز توی بعضی موارد خیلی دقیق یا سریع نیستن. خلاصه فعلاً تحقیق و تست ادامه داره و آینده باحالی واسه مدلسازی شکلی انتظارمون رو میکشه!
پس دفعه بعدی که یه عکس پزشکی طول زمان رو دیدی، یادت باشه پشت اون عکس کلی ریاضیات پیچیده و هوش مصنوعی نشسته تا شکل بدن رو تحلیل و پیشبینی کنه! چه دنیای جالبیه، نه؟
منبع: +
