نجح باحثون في جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا في تطوير أربع تقنيات جديدة باستخدام التعلم الآلي، تدعم القطاع الصحي في ابتكار نموذج جديد لفهم المشاعر البشرية وتفسيرها، عبر «الحوسبة العاطفية»، إضافة إلى مجالات التشخيص ومراقبة مرض السكري، ودعم النساء الحوامل المصابات بداء سكري الحمل، وتحديد المؤشرات الحيوية للسيطرة الذاتية على مرض «الربو».
وتفصيلاً، طور فريق من الباحثين في جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا نموذجاً جديداً لفهم المشاعر البشرية وتفسيرها، عبر تطوير مجموعة بيانات تتضمن علامات المشاعر والإجهاد والانتباه في الأوضاع الحقيقية التي جُمِعت من طلبة الجامعة، ضمن مجال «الحوسبة العاطفية»، عبر جمع البيانات من الهواتف والساعات الذكية الخاصة بهم، باستخدام مجموعة متنوعة من بيانات الاستشعار. كما طُلب من الطلبة المشاركين الإبلاغ عن حالتهم العاطفية، السعادة والإجهاد، ومستويات الانتباه واضطراب المهام، وتغير الأحاسيس، ما يصل إلى 16 مرة في اليوم، وجُمِعت البيانات بالكامل وفقاً لخطة وافقت عليها لجنة أخلاقيات البحوث في الجامعة.
ويهدف النموذج الجديد «الحوسبة العاطفية»، الذي طوره الدكتور أحسن حبيب خندوكر، والدكتور ليونتيوس هادجيليو نتياديس، إلى تطوير أنظمة يمكنها التعرف إلى المشاعر البشرية وتفسيرها.
ويمكن الاستفادة منه في تطبيقات محتملة تشمل بناء نماذج التعلم الآلي للتنبّؤ بالصحة العقلية والإنتاجية والإدراك العاطفي والكشف عن الإجهاد.
كما يمكن استخدامها في دراسة إدارة الانتباه، إضافة إلى كيفية تأثر الحالات العاطفية بالمهام التي تتطلب استجابات في الوقت المناسب.
وشملت التقنيات استخدام فريق من الباحثين بقيادة رئيس قسم الهندسة الطبية الحيوية والتكنولوجيا الحيوية في جامعة خليفة، الدكتور ليونتيوس هادجيلو نتياديس، تقنيات التعلم الآلي لتحديد الميزات الموجودة في شبكة الأوعية الدموية الدقيقة في الجلد، التي تعتبر حساسة لمرض السكري، ويمكن أن تساعد على التنبؤ ببداية ظهوره، إضافة إلى خطورته.
وتهدف التقنية الجديدة إلى تقييم طبقات الدهون الجلدية وتحت الجلدية بشكل فريد للكشف عن هياكل الأوعية الدموية الدقيقة.
ويوفر الاستخدام السريري للأنظمة الذكية القابلة للتفسير، إمكان اتباع نهج جديد لتشخيص ومراقبة المرض.
ولجأ فريق البحث إلى تقنية تصوير غير جراحية تسمى التنظير السمعي البصري، توفر رؤية تفصيلية للأوعية الدموية الدقيقة في الجسم، وتقدم صوراً مفصلة لأوعية الجلد وكل واحدة من الشعيرات الدموية. كما لجأ الفريق – باستخدام هذه الصور – إلى تقنيات التعلم الآلي لربط ميزات محددة للأوعية الدموية الدقيقة، ومضاعفات مرض السكري، إذ تقدم رؤى قيمة من خلال تسليط الضوء على التغيرات في شبكة الأوعية الدموية الدقيقة مع تقدم مرض السكري تدريجياً.
وفي ابتكار ثالث، نجح فريق بحثي من جامعة خليفة في تطوير تطبيق ذكي «ماي توين»، يتيح للأطباء التخطيط للعمليات والفحوص وإجراء أفضل التشخيصات الطبية.
وصممت كل من الأستاذة المساعدة في الهندسة الطبية الحيوية، الدكتورة آمنة الشحي، وباحثة الدكتوراه شيرلين جيميما، التطبيق وطورتاه بهدف دعم الحوامل المصابات بداء سكري الحمل.
ويقوم تطبيق «ماي توين» على تكنولوجيا التوأمة الرقمية، بخصائص تمكّن الأطباء من التحكم بعلاج سكري الحمل، وصنع قرارات أفضل، قائمة على معلومات دقيقة حول عناية المريض.
ويمكن التحكم بتكنولوجيا التوأمة الرقمية وضبطها بشكل خاص، يتناسب مع كل مريض.
كما توفر هذه التكنولوجيا نظاماً غذائياً خاصاً، وتوصيات بأسلوب الحياة الصحي يلائم المريضة، مع المحافظة على الخصوصية من خلال التطبيق الموجود في الهاتف الذكي.
واختص الابتكار الرابع، في تحديد المؤشرات الحيوية المحتملة لأمراض الجهاز التنفسي، حيث تمكن الباحثون من تحديد 57 مؤشراً حيوياً للربو باستخدام تقنيات التعلم الآلي المتقدمة، ليتمكن كل مريض من إدارة حالته المرضية ذاتياً.
وحددت تلك التقنيات الكائنات الحية الدقيقة في الجهاز التنفسي لدى مرضى الربو مقارنة بالأشخاص الأصحاء، وتمكنوا من استكشاف إمكان استخدام مجهريات البقعة مؤشراً حيوياً لتشخيص الربو والتنبؤ به.
وطبق فريق البحث تقنيات التعلم الآلي المتقدمة على مجموعة بيانات مكونة من 5853 وحدة تصنيفية تشغيلية من الفئات الميكروبية لـ40 مريضاً، لتحديد مجموعة من الوحدات التصنيفية التشغيلية الأكثر صلة.
ونجح الفريق في تحديد 57 علامة حيوية ميكروبية تتعلق بالتشخيص والاستراتيجيات العلاجية.
• «الحوسبة العاطفية» يهدف إلى تطوير أنظمة يمكنها التعرّف إلى المشاعر البشرية وتفسيرها.
280 براءة اختراع
تلعب جامعة خليفة دوراً بارزاً في دفع عجلة الابتكار وتسريعها، لما تحظى به من برامج أكاديمية متميزة ومراكز ومرافق بحثية متطورة، وتسجيلها العديد من براءات الاختراع، حيث تحتل الجامعة المركز الـ28 على مستوى جامعات آسيا، وتضم 20 مركزاً بحثياً في آسيا، وتبلغ نسبة الطلبة إلى أعضاء هيئة التدريس 8 إلى 1، فيما تبلغ نسبة الطالبات 60% من إجمالي الطلبة.
ونجحت الجامعة في تسجيل أكثر من 280 براءة اختراع، تشكل نسبة 60% منها اكتشافات جديدة وتكنولوجيات معنية بالاستدامة، كما أدرجت الجامعة أخيراً 54 براءة اختراع في مجالات تشمل المواد المتقدمة والتصنيع والطاقة النظيفة والمتجددة، والبيئة والتنقيب عن الهيدروكربون وإنتاجه، إضافة إلى المجالات الأخرى كالروبوتات والأنظمة الذكية، وعلوم البيانات والمستشعرات والمياه والبيئة.