Francesca Grisoni wil op een nieuwe manier naar AI kijken om die te gebruiken om medicijnen te ontdekken. Ruud van Sloun ziet wegen om de beeldkwaliteit van echoscopie enorm te verbeteren met slimme AI. Maarten Schoukens gaat data-gebaseerde en op fysica gebaseerde meet- en regeltechniek-modellen gebruiken om tot nieuwe, hybride data-gebaseerde modellen te komen. Een interview met de drie kersverse ontvangers van de beurzen.

De ERC Starting Grants zijn persoonlijke beurzen van 1,5 miljoen euro voor high risk – high gain fundamenteel onderzoek gedurende vijf jaar. Dat betekent dat het onderzoek zeer veelbelovend is, maar dat ook het risico bestaat dat het niets oplevert. De ontvangers van deze beurzen zijn jong, want het aanvragen van deze beurs kan alleen binnen de periode van 2 tot 7 jaar na het behalen van een PhD. De procedures zijn strikt, de kansen klein, de concurrentie groot en de aanvraagperiode beperkt.

De onderzoeken

Meet- en regeltechniek is een breed vakgebied dat zich bevindt op het snijvlak van werktuigbouwkunde, wiskunde & informatica, en elektrotechniek. Schoukens belegt zich op deze techniek. “Er zijn meerdere manieren om het modelleren van dynamische systemen aan te pakken. Enerzijds kan je op basis van de fysica een model opstellen: dat vraagt een zeer gedetailleerde kennis, en sommige effecten zijn zeer moeilijk te beschrijven aan de hand van fysisch inzicht alleen. Anderzijds kan je ook op basis van gemeten data een model afschatten. Zulke modellen hebben een minder duidelijke link met de onderliggende fysica van het systeem, maar kunnen moeilijk te beschrijven effecten goed modelleren”, licht Schoukens toe.

Het onderzoeksvoorstel van Grisoni concentreert zich op het ontwikkelen van nieuwe methoden om medicijnen te ontdekken. De gebruikelijke methode van medicijnen ontwikkelen bestaat uit uitproberen, testen en aanpassen. Daarbij worden de medicijnen gesynthetiseerd op basis van onze kennis van medicijnen en de receptoren in het lichaam die erop moeten reageren. Grisoni is van plan om een andere weg in te slaan en de Deep Learning en AI-methodes te verbeteren waarmee medicijnen worden ontdekt.

Kunstmatige intelligentie (AI) wordt al op allerlei manieren ingezet om beeldkwaliteit van medisch onderzoek (bijv MRI, röntgen en echoscopie) te verbeteren. Met name het verbeteren van de beeldkwaliteit van echoscopie kan betaalbare en betrouwbare medische beeldvorming (imaging) toegankelijk maken over de hele wereld, dankzij de (relatief) lage kosten van een echoscopie-apparaat vergeleken met bijvoorbeeld MRI. “Ik denk echter dat we op dit moment een belangrijk stuk van de puzzel nog missen", vertelt Van Sloun. Met dat puzzelstukje zouden we wellicht nog veel meer uit echoscopie kunnen halen. Vanuit de neurowetenschap weten we dat menselijke hersenen actief informatie inwinnen middels de zogenaamde perceptie-actie lus: we observeren de wereld en deze observaties gebruiken we om een model te vormen van de wereld om ons heen. Dat heet perceptie."

Meer lezen? Het volledige verhaal vind je op de nieuwssite van de TU/e.