人工智慧現在可以檢測炭疽，這有助於打擊生物恐怖主義

為了打擊生物恐怖主義，韓國科學家訓練了人工智慧來快速發現炭疽。這項新技術還不是100%準確，但它比我們目前的測試方法快了幾個數量級。它可以徹底改變我們如何篩選致命生物武器的神祕白色粉末。...

為了打擊生物恐怖主義，韓國科學家訓練了人工智慧來快速發現炭疽。這項新技術還不是100%準確，但它比我們目前的測試方法快了幾個數量級。它可以徹底改變我們如何篩選致命生物武器的神祕白色粉末。

韓國高階科學技術研究所的研究人員將一種稱為全息顯微鏡的詳細成像技術與人工智慧相結合。他們建立的演算法可以分析細菌孢子的影象，在不到一秒鐘的時間內確定它們是否是炭疽。上週發表在《科學進步》雜誌上的一篇論文稱，這種方法的準確率約為96%。

炭疽是由生活在土壤中的炭疽桿菌引起的一種感染(感染和細菌通常都被稱為炭疽。）當人們處理受感染動物的面板或肉時，可能會意外地感染炭疽。但炭疽也可能是一種危險的生物武器：2001年，郵寄的炭疽孢子感染了22人，其中5人死亡。

一旦孢子進入人體，它們就會發芽繁殖，引起類似流感的疾病，毒害血液。至少85%的被吸入孢子感染的人如果不治療就會死亡，有時在癥狀出現後一到兩天內死亡(面板上的炭疽感染，相比之下，往往不那麼致命。）對於那些特別有感染炭疽風險的人，比如實驗室工作人員或處理動物毛髮的人，有一種疫苗。對我們其餘的人來說，有抗生素-但這些工作最好是在接觸抗生素後儘快開始。

所以快速檢測炭疽菌很重要。目前，最常用的方法之一是分析孢子的遺傳物質，或者一旦有人被感染，分析在受感染組織中發現的細菌的遺傳物質。但這通常需要給孢子一點時間進行繁殖，以便產生足夠的遺傳物質進行分析。”密蘇裡大學的細菌學家George Stewart說：“用最快速的方法來獲得結果，還需要一天的大部分時間。”他還開發了炭疽檢測儀，沒有參與這項研究。

為了尋找一種更快的篩選技術，這項研究的主要作者、物理學家樸永坤（YongKeun Park）與韓國國防發展署（Agency for Defense Development）合作。他說，目標是做好準備，以防朝鮮將炭疽病毒發展為生物武器。

帕克轉向了一種稱為全息顯微鏡的成像技術：與傳統顯微鏡只能捕捉物體散射光的強度不同，全息顯微鏡還可以捕捉光的傳播方向。由於細胞的結構和組成可以改變光從細胞中反射的方式，研究人員懷疑全息顯微鏡可能捕捉到炭疽菌產生的孢子與近親但毒性較小的物種產生的孢子之間的關鍵但微妙的區別。

帕克和他的團隊隨後訓練了一種深度學習演算法，從5種不同細菌的400多個孢子中找出這些關鍵差異。其中一種是引起炭疽的炭疽桿菌，另外四種是與二倍體密切相關的ä恩格斯。研究人員並沒有確切地告訴神經網路如何識別不同的物種——人工智慧是自己發現的。經過一定的訓練，它能區分炭疽孢子和非炭疽孢子ä大約96%的時間是這樣。

這項技術並不完美，作為一種用來探測生物武器的工具，它必須是完美的。”缺點是準確度低於傳統方法，”帕克說。分析的每種細菌都有多個菌株，但機器只針對每種細菌訓練了一個菌株。Stewart說，菌株之間的細微差異可能會使演算法失效。不過，這項新技術非常迅速，可能會派上用場。”它不需要培養有機體，不需要提取DNA，除了能夠看到孢子本身之外，它不需要其他任何東西，”Stewart說。

接下來，帕克想給神經網路提供更多的孢子影象，以提高精確度。同時，該方法可以作為一種預篩選工具，快速確定人們接觸過的白色粉末是否是炭疽，以及是否應該開始使用抗生素。一種更慢、更精確的方法可以證實結果。

“這篇論文不會改變一切，”帕克說，但它是朝著能快速檢測炭疽的方法邁出的一步它可以加強我們對這種生物威脅的準備。”