Ανέπτυξε νέο σύστημα που ταυτοποιεί τα είδη των ερυθρών αιμοσφαιρίων
Ο Γιώργος Καρνιαδάκης είναι καθηγητής εφαρμοσμένων μαθηματικών στο Πανεπιστήμιο Μπράουν του Ρόουντ Άιλαντ.
Γεννήθηκε το 1959 στην Κρήτη. Αποφοίτησε από τη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών του ΕΜΠ το 1982, ενώ πήρε το διδακτορικό του από το ΜΙΤ το 1987. Μετά από μεταδιδακτορική έρευνα στο Κέντρο Ames της NASA και αφού δίδαξε στα πανεπιστήμια Πρίνστον και Caltech, έγινε καθηγητής εφαρμοσμένων μαθηματικών στο Πανεπιστήμιο Μπράουν, ενώ παράλληλα διδάσκει στο ΜΙΤ.
Ο Γιώργος Καρνιαδάκης είναι επικεφαλής μιας ομάδας ερευνητών, οι οποίοι χρησιμοποιώντας μια υπολογιστική προσέγγιση που βασίζεται στη μηχανική «βαθιά» εκμάθηση ανέπτυξαν ένα νέο σύστημα, το οποίο μπορεί να ταυτοποιεί τα είδη και τις μορφές των ερυθροκυττάρων (ερυθρών αιμοσφαιρίων) ενός ασθενούς. Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο PLOS Computational Biology, θα μπορούσαν ενδεχομένως να βοηθήσουν τους γιατρούς να παρακολουθήσουν άτομα με δρεπανοκυτταρική νόσο και με άλλες παθήσεις που αλλοιώνουν την μορφολογία των ερυθροκυττάρων.
Για να αυτοματοποιήσουν την όλη διαδικασία, οι ερευνητές που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό υπολογιστικής βιολογίας PLoS Computational Biology, χρησιμοποίησαν ένα «βαθύ συνελικτικό νευρωνικό δίκτυο» (deep convolutional neural network), το οποίο αναλύει τις εικόνες του αίματος που έχουν ληφθεί από το μικροσκόπιο και κατηγοριοποιεί τα ερυθροκύτταρα ανάλογα με το σχήμα τους. Το σύστημα δοκιμάσθηκε με μεγάλη επιτυχία στην ανάλυση 7.000 εικόνων μικροσκοπίου από οκτώ ασθενείς με δρεπανοκυτταρική αναιμία.
«Δημιουργήσαμε το πρώτο εργαλείο βαθιάς μάθησης, που μπορεί αυτόματα να ταυτοποιήσει και να ταξινομήσει την ποικιλία των ερυθροκυττάρων, με αυτό τον τρόπο παρέχοντας άμεσες ενδείξεις για τη σοβαρότητα της νόσου» δήλωσε ο Καρνιαδάκης.
Οι ερευνητές σκοπεύουν να βελτιώσουν περαιτέρω το σύστημά τους και να το δοκιμάσουν και σε άλλες παθήσεις του αίματος, που αλλοιώνουν την μορφολογία και το μέγεθος των ερυθροκυττάρων, όπως ο διαβήτης και ο ιός HIV. Ακόμη, προτίθενται να μελετήσουν κατά πόσο θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για την αυτόματη ταυτοποίηση των καρκινικών κυττάρων.
Ο Καρνιαδάκης έχει τιμηθεί με πολυάριθμα βραβεία, όπως το Βραβείο Ralph E Kleinman από τη SIAM (Society for Industrial and Applied Mathematics) το 2015 για τις “πολλές εξαιρετικές συνεισφορές στα εφαρμοσμένα μαθηματικά σε ένα ευρύ φάσμα τομέων, συμπεριλαμβανομένης της υπολογιστικής ρευστοδυναμικής, των φασματικών μεθόδων και της στοχαστικής μοντελοποίησης” καθώς και το Βραβείο MCS Wiederhielm (2015). Έχει λάβει επίσης, το βραβείο CFD (2007) και το Μετάλλιο J Tinsley Oden (2013) από την Αμερικανική Ένωση Υπολογιστικής Μηχανικής.