인텔 AI 멘토, 우주 비행사 건강 개선을 모색하다

새로운 소식:  이번 여름, Frontier Development Lab(FDL) 연구원은 우주 비행사에 대한 방사선 노출의 생리학적 영향을 더 잘 이해하기 위해 Intel AI Mentors와 함께 획기적인 우주 비행사 건강 연구를 수행했습니다. FDL은 Intel 인공 지능(AI) 기술을 사용하여 마우스와 인간 방사선 노출 데이터의 조합을 사용하여 암 진행의 바이오마커를 식별하는 최초의 알고리즘을 만들었습니다.

 

"인텔의 도움으로 우리는 물리적 위치 간에 데이터를 이동할 필요 없이 인과적 기계 학습 모델이 다른 위치에 있는 데이터에서 작동할 수 있는 방법을 공식화했습니다. 우리는 FDL 2021에서 맞춤형 알고리즘을 사용하여 우주 비행사 건강을 더 잘 이해, 개선 및 지원하는 목표를 달성했습니다. 이 연구는 매우 가치가 있어 언젠가는 국제 우주 정거장, 미래 우주 정거장 및 다가오는 2024년 달 임무에서 우주 비행사를 도울 수 있을 뿐만 아니라 지구에서 암에 걸린 사람들을 도울 수 있습니다."–폴 덕워스, FDL 연구원

 

중요한 이유:   우주 방사선은 강철과 알루미늄의 여러 층을 관통하여 우주 여행 중에 인체 조직에 영향을 줄 수 있습니다. 그것은 우주 비행사의 건강 문제와 미래의 암 합병증으로 이어질 수 있습니다. 기존 우주 임무에서 우주비행사에 대한 우주 방사선의 영향에 대한 데이터가 거의 없었기 때문에 연구원들은 다양한 기관에서 크게 보호되는 인간 우주 비행사 데이터의 데이터 세트를 활용했습니다. 이 고립된 데이터에 액세스하기 위해 Intel과 FDL은 데이터를 공유할 필요 없이 별도의 위치에 저장된 데이터에 대해 훈련하기 위해 AI 알고리즘을 공유할 수 있는 협업 기관 연합 전체에 인과적 머신 러닝을 공식화했습니다.

인텔 수석 기술 멘토인 패트릭 폴리(Patrick Foley ) 는 “FDL Astronaut Health 팀은 인간과 생쥐 데이터의 새로운 조합과 암을 유발하는 여러 원인 유전자 식별 모두에서 올해의 도전에서 정말 놀라운 결과를 달성했습니다  . “이 작업은 공공 기관과 민간 기관이 함께 협력할 때 어떤 일이 일어날 수 있는지, 그리고 연합 학습을 사용하여 그렇지 않으면 묻힌 채로 남아 있을 발견을 푸는 데 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 증거입니다. 우리는 이 연구가 우주 비행사들의 더 나은 건강 결과를 이끌어내고 지구상의 모든 사람들의 삶을 풍요롭게 할 것이라고 확신합니다.”

작동 원리:   연구원들은 2020 FDL 우주 비행사 건강 팀에서 CRISP 1.0을 확장하여 CRISP 2.0을 개발했습니다. 2021년 우주비행사 건강팀은 CRISP 2.0을 통해 설치류 방사선 데이터가 인간 알고리즘을 훈련하는 데 사용되는 인간 방사선 데이터의 동족체로 사용될 수 있음을 입증했습니다. 인과적 기계 학습 방법은 방사선에 의해 영향을 받을 유전자(일부는 암과 관련되고 다른 것은 면역 반응과 관련됨)를 보다 정확하게 예측하기 위한 연구원의 과학적 과제를 해결합니다.

이 연구는 데이터를 이동하지 않고 NASA, Mayo Clinic 및 NASA의 Gene Lab과 같은 기관의 CRISP 2.0 모델을 훈련하고 결합할 수 있도록 Google Cloud에서 Intel과 FDL 연구원이 설정한 Intel의 OpenFL(Open Federated Learning) 프레임워크를 활용했습니다. 중앙 장소로. 이는 각 조직이 데이터를 사용하는 데 필요한 권한을 갖고 있음에도 불구하고 데이터가 비공개이고 우주선에서 생성할 수 있는 데이터를 전송하는 비용이 높기 때문에 중요했습니다. 각 기관은 각 로컬 데이터 세트에 대해 한 번의 AI 교육을 수행하는 데 사용되는 글로벌 모델 그룹을 보냈습니다. 그런 다음 모델을 중앙 노드로 다시 보내어 통합하고 협력 기관에 다시 공유했습니다. 마지막으로 CRISP 2.0을 사용하여 추가 분석 및 통찰력을 위한 결과를 출력했습니다.

 

 

인텔의 전략적 혁신 및 FDL 파트너 매니저인 샤시 자인(Shashi Jain )은 “프런티어 개발 연구소와 파트너십을 맺는 것은 첨단 기술과 탐사 의학을 위한 AI의 공공 부문과 민간 부문 간의 전례 없는 협력을 통해 대규모 문제를 해결할 수 있는 기회”라고 말했다  . “FDL Astronaut Health 챌린지 결과를 통해 NASA는 달과 그 너머로 돌아갈 때 우주 비행사를 보다 효과적으로 보호하는 메커니즘을 이해할 수 있을 뿐만 아니라 지구상의 의료 애플리케이션에서 AI 사용을 가속화하기 위한 청사진을 제공할 수 있을 것이라고 믿습니다. "

협업 정보:  FDL Astronaut Health 연구 프로젝트를 지원하는 것 외에도 Intel은 멘토 Patrick Foley로부터 OpenFL을 사용하여 이러한 AI 알고리즘을 연합 학습 환경으로 가져오는 방법에 대한 지침을 제공했습니다. 지속적인 협력의 일환으로 인텔은 우주 비행사의 건강을 개선하기 위해 AI 알고리즘과 소프트웨어를 훈련하는 데 중점을 두고 계속 지원을 제공할 것입니다. Frontier Development Lab  은 미국 SETI Institute에서 주최하며 NASA, 민간 부문 기업 및 상용 AI 파트너와 함께하는 공공/민간 파트너십입니다. 유럽에서는 ESA가 파트너입니다. FDL은 AI 기술을 과학에 적용하여 연구의 최전선을 넓히고 인류가 직면한 가장 큰 문제를 해결하는 데 도움이 되는 새로운 도구를 개발합니다.

Intel AI Mentors 정보: Intel AI Mentors는 우주와 기술에 대한 열정을 공유하는 선별된 Intel 직원 그룹입니다. 인텔 AI 멘토는 세상과 그 너머에서 긍정적인 차이를 만들 수 있는 기회를 인식하고 NASA FDL 챌린지 연구팀과 긴밀하게 협력하여 알고리즘 선택, 데이터 최적화, 연구 방향 및 기술을 가장 효과적으로 적용하는 방법.