Я вычислю тебя по бз-бз-бз: создали ИИ-устройство против малярии

Пока все внимание приковано к гонке ИИ-гигантов и большим потреблениям энергии, денег и т. п., на противоположном конце технологического спектра происходит тихая революция. На прошедшем в Женеве саммите ООН AI for Good представили портативный прибор для борбы с малярией и лихорадкой денге, разработанный группой исследователей, включая доцента UOW Киранa Триведи.

Для эпидемиологов это прорыв: традиционный мониторинг требует сбора проб воды, транспортировки личинок в лабораторию и их ручного анализа под микроскопом. Но с инженерной точки зрения куда интереснее другое — то, как именно полноценную нейросеть для обработки аудио удалось «утрамбовать» в микроконтроллер стоимостью $10.

Все комары звучат одинаково только для человека, пытающегося заснуть. 

С точки зрения физики каждый вид имеет уникальную частоту взмахов крыльев и форму акустической волны:

Aedes — переносчик лихорадки денге и вируса Зика;

Anopheles — главный вектор малярии;

Culex — переносчик вируса Западного Нила.

Устройство с точностью 88,3% идентифицирует опасных комаров в реальном времени по звуку их взмахов крыльев. Главная особенность системы — она работает автономно на платах класса Arduino без подключения к интернету.

Их базовые частоты и спектральные подписи различаются — зачастую на десятки герц и более, плюс по структуре гармоник. Задача звучит просто: взять сигнал с микрофона, построить спектрограмму и классифицировать ее нейросетью. Однако попытка запустить классическую CNN или CRNN на ограниченном железе упирается в жесткие ресурсы микроконтроллеров: сотни килобайт RAM вместо десятков гигабайт VRAM.

Распространенное заблуждение о TinyML заключается в том, что микроконтроллеры делают все сами. По-настоящему же, процесс разделен на два этапа.

Модель не может