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排泄やおならの音で病気を診断する「AIトイレ」が、感染症予防の未来を拓く

The Amazing AI Toilet

2022年12月22日(木)17時32分
ウルジャ・カルヤニ(科学ライター)

トイレなら体への負担もない RASULOVS/ISTOCK

<排泄時の音を人工知能で解析し、症状の早期発見に寄与。将来は感染症を遠隔診断して感染拡大を防止できるかもしれない>

自分以外には聞かれたくないおならや排泄の音だが、公衆衛生に役立つとなれば別だろうか。それらを分析し、病気発見につなげる機械を米ジョージア工科大学の科学者たちが発明した。

合成ヒト音響再現試験装置(SHART)という名で、ポンプやノズル、チューブが付いており、人体の物理現象や音が再現・分析できるものだ。製作者らは、2022年11月に行われた全米物理学会の流動力学部門年会でこの装置について発表した(ただし、査読付き学術誌にまだ掲載されていない)。

研究者たちは、排泄の音を検知して精査できるよう人工知能(AI)を訓練した。いつの日か、コレラのような致死率の高い感染症の診断に役立て、潜在的なアウトブレイク(感染症の爆発的拡大)を未然に防ぐようにするためだ。

「ハイチではコレラが再び流行している」と、ジョージア工科大学研究所の航空宇宙エンジニアであるマイア・ガトリンは、全米物理学会での発表時に述べ、患者をより迅速に見つけ出すことは、こうした流行を抑制するのに役立つ、と言い添えた。

彼らはデータを収集し解析を行うAIモデルに比較的安価なセンサーを組み合わせ、感染リスクの高い地域で使用したいと考えている。「AI付きトイレが下痢の流行を教えてくれれば、その地域の状況をすぐに診断できる」

腸を遠隔で診断する上で、音を使えば体に負担をかけない。「自己診断はあまり当てにならない」と、同大学のデービッド・アンカレは言う。「『尿の出る速度が本来と異なるから、検査を受けたほうがいい』と患者に知らせる非侵襲的な方法を見つけたい」

健康、不健康を問わずさまざまな排泄の音と映像、周波数帯をAIに学習させ、そのAIをSHARTでのテストに使用。初期データでは、AIは98%の精度で排泄の種類を正しく識別できた。

アンカレらは、この機械を誰もが入手しやすい安価なものにしたいと考えている。「このプロジェクトは医療制度が脆弱な都市部に焦点を当てている。手頃な価格であることがとても重要だ」

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