Wie Google mit alten Büchern durch Insekten übertragene Krankheiten bekämpfen will

Hunderte Millionen Menschen sind jedes Jahr von durch Insekten übertragenen Krankheiten betroffen, Google entwickelt eine neue Technologie zur Bekämpfung solcher Krankheiten unter Verwendung von jahrzehntealten Datensätzen, die von Google Books abgebaut wurden. Ein Team bei Google-Gehirn verwendet jahrzehntealte Datensätze, die von abgebaut wurden Google Bücher – zusammen mit einer neu entwickelten sensorischen Karte für Gerüche – um dieses globale Gesundheitsproblem zu bekämpfen. Möglich wurde dies durch die jüngsten Erkenntnisse, dass sich der Geruchssinn einer Mücke nicht so sehr von unserem unterscheidet.
Als ehemaliger Google-Gehirnforscher und jetzt Unternehmer in Residenz bei Google Ventures, Alex Wiltschko, erklärt: „Mein Team konzentriert sich darauf, Computern einen Geruchssinn zu geben. Als wir die Vorhersagen der neuronalen Netzwerke überprüften, die wir trainiert hatten, um vorherzusagen, wie Moleküle für Menschen riechen, stellten wir fest, dass sie auch nützlich waren, um vorherzusagen, wie die „Geruchsteile“ des Gehirns von Insekten auf dieselben Moleküle reagieren.“
Die Datenherausforderung
Das Google Brain-Team erkannte, dass, wenn es Computer darauf trainieren könnte, die Gerüche zu erkennen, die Mücken abstoßen, diese Computer dazu beitragen könnten, sichere, billige und wirksame Abwehrmittel vorherzusagen, um durch Insekten übertragene Krankheiten zu stoppen. Um ihre Modelle (Computer) zu trainieren, benötigen die Forscher jedoch Daten. Das Team identifizierte relevante Forschungsergebnisse, die von der durchgeführt wurden Landwirtschaftsdeparment der Vereinigten Staaten von Amerika während des Zweiten Weltkriegs. „Wir haben von einem Datensatz erfahren, in dem sie Tausende von Abwehrmitteln getestet haben – viel mehr als die 20, die wir hatten“, sagt Alex. Die USDA-Daten wurden jedoch in Notizbüchern und Aktenschränken aufgezeichnet, einige davon nicht indiziert, und es war alles zu schwierig, sie zu finden und mit dem Google Brain-Team zu teilen. Glücklicherweise war die USDA-Recherche von einem anderen Team bei Google – Google Books – gescannt und indiziert worden. Das USDA konnte Suchbegriffe bereitstellen, die dem Google Brain-Team dabei halfen, den fehlenden Datensatz unter den über 40 Millionen Bänden im Google Books-Korpus zu finden.

Auch wann Technische Sammlungen von Google Books Spezialist Kurt Groetsch von diesem ersten Datensatz hörte, beschloss er, weitere zu finden. Eine umfassende Suche ergab über 100 Datensätze unterschiedlicher Größe. „Wissenschaftler haben strenge Tests für diese Forschungsprojekte durchgeführt. Es handelt sich um wirklich gut aufgezeichnete wissenschaftliche Informationen, die jahrzehntelang in gedruckter Form vorliegen – ihre Existenz geht mit der Zeit verloren“, sagt Google Books Senior Library Partnerships Manager Ben Bunell. „Jetzt können wir Tools nehmen, die es in den 40er Jahren noch nicht gab, und ihre Forschung nutzen, um Informationen zu extrapolieren, die heute potenziell Leben retten können.“
Training der Moleküle
Ausgestattet mit all den Daten wandte sich das Google Brain-Team an TropIQ, eine Organisation, die Moleküle zur Bekämpfung von durch Insekten übertragenen Infektionskrankheiten testet, um herauszufinden, ob sie sie verwenden könnten. „Wir wollten sehen, dass gute Abwehrmittel von 1942 auch heute noch gute Abwehrmittel sind – und genau das haben wir herausgefunden“, sagt Alex. Mit der Bestätigung der Qualität der USDA-Daten konnte das Team ein neuronales Netzwerk trainieren, um vorherzusagen, welche Moleküle als Insektenschutzmittel wirksam sind. Sie strichen die derzeit als chemische Abwehrmittel verwendeten Moleküle von der Liste und ließen dann den Rest von TropIQ testen: die Moleküle, die als wirksam identifiziert wurden, aber derzeit nicht verwendet werden. Von diesen ergab der Test von TropIQ 10 Moleküle, die ein höheres Abwehrvermögen als DEET aufwiesen. Das Google Brain-Team untersucht diese Moleküle derzeit auf Kosten, Sicherheit und Verfügbarkeit und ebnet den Weg für eine neue Charge von Insektenschutzmitteln zur Bekämpfung von Krankheiten.