VUB zet AI in tegen COVID-19

Pieter Libin bestudeert in zijn onderzoek epidemiologische toepassingen van Reinforcement Learning, een AI-techniek die beroemd werd toen het AlphaGo-programma van Google Deepmind in 2017 de wereldkampioen in het GO-spel versloeg. Bij deze vorm van AI worden goed bestudeerde wiskundige technieken en concepten ontleend aan het domein van de psychologie ingezet om optimale beslissingen te nemen op basis van interactie met de omgeving. Bovendien is Reinforcement Learning bijzonder geschikt om complexe interacties in kaart te brengen en betrekt zo gedrags-, culturele en maatschappelijke factoren in het bepalen van succesvolle preventiestrategieën om goed gespecificeerde doelen bij de aanpak van een epidemie te bereiken.

Met AI epidemieën efficiënter aanpakken

Het doctoraatsonderzoek* van Pieter Libin van het Artificial Intelligence Lab (VUB) besluit dat het inzetten van kunstmatige intelligentie beleidsmakers beter toelaat om epidemieën en pandemieën efficiënt aan te pakken. Artificiële intelligentie laat immers toe om een heel gerichte aanpak voor te stellen in de strijd tegen epidemieën. De modellen zijn in staat om een optimale strategie te leren, die kan bestaan uit het het sluiten van scholen, het verplicht dragen van mondkapjes bij bepaalde activiteiten of het vaccineren van bepaalde doelgroepen, op voorwaarde dat een vaccin bestaat.

Naast Reinforcement Learning zijn ook andere machineleertechnieken nuttig in de strijd tegen epidemieën. Gecombineerd met statistische en epidemiologische modellen kunnen zij inschatten hoe snel de epidemie zich in de loop van de tijd zal verspreiden. Hierdoor kunnen dan weer het aantal benodigde intensive care-units bepaald worden die nodig zullen zijn in de ziekenhuizen. Zo zijn de medische instellingen beter in staat om op voorhand de nodige aanpassingen aan hun infrastructuur door te voeren. Ook op het vlak van de ontwikkeling van geneesmiddelen kan kunstmatige intelligentie een grote rol spelen. Zo kunnen patroonherkennende technieken actieve verbindingen uit bio-informaticadatabanken halen om bij te dragen tot het ontwerp van een nieuw medicijn tegen het virus.

“Ons onderzoek toont aan dat AI veelbelovende mogelijkheden biedt om beleidsmakers te ondersteunen bij hun besluitvorming en dat het een belangrijke impact kan hebben op de uitkomst van gezondheidscrises als de huidige. Maar naast het belang om dit soort onderzoek nog uit te breiden pleiten we er sterk voor dat AI-innovatie onze democratische waarden respecteert, rekening houdend met ethische overwegingen en de privacy van onze burgers,” aldus onderzoekers Pieter Libin en Prof. Ann Nowé van het VUB Artificial Intelligence Lab.

AI-initiatieven in strijd tegen COVID-19

De VUB heeft verschillende AI-initiatieven opgezet, zowel op universitair als internationaal niveau. In samenwerking met de medische experts van het Universitair Ziekenhuis Brussel zette het Artificial Intelligence Lab twee AI-gedreven projecten op, enerzijds rond de analyse van longscans (in samenwerking met KU Leuven en EZ Tilburg), anderzijds rond de ontwikkeling van een AI-applicatie die de dokters op de afdeling intensieve zorgen kan ondersteunen. VUB-onderzoekers zijn ook betrokken bij de EU-brede COVID-19 Taskforce van CLAIRE (Confederation of Laboratories of Artificial Intelligence Research in Europe) om grensoverschrijdende AI-expertise en -initiatieven te verzamelen en aan te bieden (https://covid19.claire-ai.org/).

*Het onderzoek werd uitgevoerd door Pieter Libin en begeleid door Prof. Ann Nowé van het VUB Artificial Intelligence Lab (https://ai.vub.ac.be) en Prof. Phillippe Lemey (Rega-Instituut, KU Leuven), in samenwerking met Prof. Niel Hens (UHasselt en UAntwerpen). Het werd ondersteund door het FWO-Vlaanderen via een strategisch basisonderzoeksbeurs (FWO-SB) en door de Vlaamse Regering in het kader van het AI Onderzoeksprogramma.