Améliorer la cartographie de la peau humaine à l’aide de modèles et d’apprentissage en profondeur

Avec juste un scan de votre visage et quelques données de base, comme la taille et le poids, le mathématicien Alessio Gallucci peut produire un scan corporel complet. Pour améliorer l’analyse 3D de notre peau, il a utilisé des techniques d’apprentissage en profondeur. L’analyse 3D nous aide à nous épiler et à nous raser, mais les médecins l’utilisent aussi. Cela peut les aider avec des choses comme établir le bon dosage de médicament. Gallucci a récemment obtenu son doctorat du département de mathématiques et d’informatique.

Les algorithmes ne sont probablement pas au premier plan dans votre esprit lorsque vous vous tenez devant le miroir, faisant de votre mieux pour donner à votre barbe une coupe élégante. Pourtant, au cours des quatre dernières années, Alessio Gallucci a travaillé dur pour vous faciliter la tâche devant ce miroir. Au cours de son stage de maîtrise, il s’est rendu compte que la recherche appliquée est ce qui lui tient à cœur, pourvu qu’il puisse de temps en temps approfondir la science. Et donc un doctorat combiné. programme à Philips Research et au Département de mathématiques et d’informatique semblait fait sur mesure pour lui.

« Il y a de nombreux avantages à mieux cartographier la peau humaine », explique Gallucci. « Bien sûr, c’est bien de pouvoir faire une belle barbe, mais dans le domaine médical aussi, les nouvelles technologies créent plus de possibilités. En gros, mon projet porte sur deux domaines d’application : la forme de la peau globalement et localement. Cela impliquait de regarder à la fois en 2D et en 3D. »

Modèle vs scan corporel complet coûteux

Une estimation globale de la surface de la peau ou de la forme du corps peut être un outil important pour les médecins spécialistes. Par exemple, lorsqu’ils déterminent la quantité de peau brûlée pour un patient gravement brûlé. Ou lors du calcul de la bonne quantité de chimiothérapie en fonction de la surface corporelle totale du patient. Trop souvent, dit Gallucci, les estimations actuelles conduisent à des résultats inexacts. Un scanner corporel complet offre la précision nécessaire mais est coûteux et génère beaucoup de données.

« Et nous avons donc produit un modèle capable de déterminer la forme du corps en fonction de la forme du visage de la personne et de quelques données de base, telles que l’âge, le poids et la taille. Et cela a fonctionné. La méthode est très précise et produit des résultats très similaires à celles obtenues avec un scan corporel complet. » Bien sûr, il n’y a pas deux peaux identiques, souligne Gallucci, et vous devez être attentif aux préjugés résultant de la prédominance des hommes blancs parmi les sujets de test. « Une approximation plus proche de la véritable diversité pourrait être obtenue à l’avenir en utilisant davantage d’ensembles de données recueillis auprès de personnes de nationalités différentes et de couleurs de peau différentes. »

Cancer de la peau

Gallucci a également examiné la peau humaine en détail. « L’intelligence artificielle peut être d’une grande aide dans le diagnostic du cancer de la peau. Quand un grain de beauté d’apparence suspecte est-il inoffensif et quand est-ce le début d’une tumeur ? Nous devons entraîner les systèmes informatiques et les alimenter avec beaucoup d’images afin de continuer améliorer les algorithmes. Nous avons également étudié comment nous pouvons améliorer l’apprentissage en profondeur que nous utilisons avec cette application, et nous avons examiné comment nous pouvons générer des images artificielles des affections cutanées afin de faciliter le processus d’apprentissage.

Entretien et analyse

En plus d’utiliser ses méthodes de vision par ordinateur pour classer les affections cutanées potentiellement malignes, Gallucci a programmé le logiciel pour compter les poils corporels avec une grande précision. Bien que cela puisse être utile pour améliorer les appareils de soins personnels comme les rasoirs et les épilateurs, il montre également que lorsque les réseaux de neurones artificiels sont entraînés, la quantité de poils corporels cesse d’être un obstacle à l’analyse d’une parcelle de peau suspecte.

Gallucci admet qu’il aime regarder la peau humaine. « La peau d’une personne a tant à nous dire, il suffit de penser à la peau ridée de votre grand-mère, vieillie par le soleil et le vent. Mais ce sont les visages qui me fascinent le plus. Joues rougissantes, rides de rire, rides d’inquiétude… nos visages révèlent tellement de choses sans un mot prononcé. Et même si mon projet est terminé, je n’ai pas fini de regarder la peau. »