Saptarshi Purkayastha, Ph.D. et Robert Quick de l'Université de l'Indiana parlent de la fracture numérique et de l'IA dans un contexte post-Covid

Dans le but de donner à notre communauté une introduction aux créateurs de changement soutenus par L’informatique pour l’humanité, nous allons aujourd'hui présenter les points de vue de deux professionnels  de l’Université de l’Indiana. Il s’agit de  Saptarshi Purkayastha, PhD, directeur de l'informatique de santé et professeur associé de science des données et d'informatique de santé à l'IUPUI (Université de l'Indiana et Université de Purdue), et de Robert Quick, directeur du Centre de recherche sur l'intégration de la cyberinfrastructure à l'Université de l'Indiana.

Notre première question porte sur le moment où ils ont décidé de devenir chercheurs. Notre conversation a été abrégée et éditée pour plus de clarté.

Le moment où ils ont décidé de devenir chercheurs

Robert Quick se remémore sa vie d'étudiant en premier cycle et explique comment il est progressivement devenu chercheur. Juste après avoir obtenu son diplôme en physique, il a été invité à travailler sur des questions informatiques concernant le CERN, le grand collisionneur de hadrons et le boson de Higgs. Le terme CERN est dérivé de l'acronyme « Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire », un organisme provisoire fondé en 1952 avec le mandat d'établir une organisation de recherche en physique fondamentale de classe mondiale en Europe. Le grand collisionneur de hadrons (LHC), le plus grand accélérateur de particules au monde, a permis la découverte du boson de Higgs, une particule clé liée au champ qui confère une masse aux particules fondamentales comme les électrons et les quarks. Il a participé à ce projet entre le milieu des années 2000 et 2010. Après cette expérience, il s'est impliqué dans le projet Open Science Grid, et c'est dans le cadre de celui-ci qu'il a fait la connaissance du fondateur de L’informatique pour l’humanité et de notre mission. Cette chaîne d'événements lui fait penser que son parcours de chercheur n'a pas été un moment en soi, mais les décisions prises tout au long de son expérience professionnelle.

De son côté, Saptarshi était un architecte logiciel travaillant principalement dans le domaine de la logistique et du développement pour une grande entreprise. Dans le cadre de son travail, on lui a demandé de mettre en place un système de dossiers médicaux électroniques dans une clinique. Il a fait des recherches sur un logiciel libre appelé OpenMRS, qui est un projet collaboratif libre visant à développer un logiciel pour soutenir la prestation de soins de santé dans les pays en développement. C'est à ce moment qu'il a trouvé sa vocation: 'J'ai essayé d'introduire des outils et des technologies pour le gouvernement indien au sein du ministère de la santé, où l'un des chercheurs de l'université d'Oslo m'a rencontré et m'a demandé si je voulais entrer dans le monde universitaire et faire un doctorat. J'ai ensuite effectué des recherches dans le monde entier, sur différents sites tels que la Tanzanie, le Malawi, le Bangladesh, le Népal et le Bhoutan. J'ai également participé à des projets avec l'Organisation mondiale de la santé. C'est en essayant de mettre au point des outils et des technologies susceptibles d'aider les pays à faibles et moyens revenus que je suis devenue chercheur. »

Le défi le plus important du métier de chercheur

Le temps est le bien le plus précieux selon Rob Quick, trouver le temps de tout faire. Sur le plan professionnel, en tant que directeur du centre de recherche sur l'intégration des cyberinfrastructures, tout en poursuivant un doctorat et en passant du temps avec sa femme, Rob parvient à tout faire.

Pour Saptarshi, le défi majeur a été double. D'une part, il s'agit de trouver des fonds pour former ou recruter des étudiants, et d'autre part, de trouver davantage d'étudiants ayant des objectifs similaires.

Comment L’informatique pour l’humanité a croisé et impacté leur vie

Selon Rob, il y a environ deux ans et demi, du matériel informatique fourni par L’informatique pour l’humanité a été installé. Cependant, il avait entendu parler de l'organisation caritative un peu plus tôt, par l'intermédiaire de son fondateur, Roy Chartier, lors d'un événement organisé par l'Open Science Grid. La pandémie a retardé l'installation, mais celle-ci a été réalisée avec succès, et Saptarshi a été surpris de constater qu'une telle communauté d'infrastructures existait et était mise à leur disposition.

Saptarshi a ajouté : « Je pense que plus de 60 étudiants ont créé de petites machines virtuelles VM sur cette grappe et y ont exécuté l'EMR open-source. Ils ont expérimenté avec et, au cours de ce processus, ils ont installé et appris à gérer le dossier médical électronique open-source. Ces systèmes de dossiers médicaux électroniques sont principalement conçus pour les pays à faibles et moyens revenus et pour les endroits où il n'est pas possible de s'offrir des systèmes de dossiers médicaux électroniques à plusieurs milliers de dollars. C'est pourquoi nous avons pu former des étudiants dans ce domaine et, dans le cadre de quelques projets de recherche, nous avons pu utiliser la ressource sous la forme de publications et de mémoires rédigés par des étudiants en maitrise à l'aide de cette ressource. L'un des travaux porte sur la création d'un système de diagnostic basé sur l'apprentissage automatique. Nous disposons d'outils d'intelligence artificielle qui examinent tous les dossiers des patients dans le DME et qui ne sont pas en mesure de formuler des recommandations pour un diagnostic et un traitement approprié. Ce mémoire est encore en cours d'examen. »

La grappe a été complétée par un DHIS 2, un système électronique d'information sur la santé à code source ouvert qui permet de déterminer où les ressources doivent être allouées.

Cette analyse des données a abouti à une conclusion importante : l'Indiana est l'un des États les plus critiques des États-Unis en ce qui concerne les conséquences des ulcères du pied diabétique. Selon le chercheur, « cela signifie que lorsqu'une personne est atteinte de diabète, des ulcères se développent dans différentes parties du pied. Lorsque ces ulcères ne sont pas traités ou qu'ils ont du mal à guérir à cause du diabète, les amputations sont très fréquentes et le pied doit être amputé. Environ 8 % des patients souffrant d'ulcères du pied diabétique sont amputés », conclut Saptarshi. Il souligne qu'un entrepôt de données a été construit sur l'infrastructure donnée, capable de suivre les dossiers des patients et les études génétiques de tout l'Indiana. Ils sont en mesure d'analyser les facteurs de risque et d'identifier les patients à haut risque. Les infirmières et les sages-femmes peuvent alors les cibler plus tôt et leur demander de venir à la clinique pour des mesures préventives et d'autres traitements.

Ce projet, rendu possible grâce à cette infrastructure, illustre son utilité. Nous espérons obtenir un financement de l'Institut national de la santé pour le soutenir à long terme. Une grande partie de ce travail expérimental préliminaire est possible grâce à l'infrastructure offerte par L’informatique pour l’humanité.

Objectifs professionnels à long terme

Il est important pour nous de comprendre les motivations et les objectifs des chercheurs à l'origine des projets que nous soutenons. Nos questions sont comme des moments Tiny Desk, où nous nous concentrons non seulement sur la recherche elle-même, mais aussi sur ce qui pousse ces chercheurs à poursuivre leur travail. Au cours d'une conversation sur leurs futurs objectifs de carrière, Rob a indiqué qu'il préparait actuellement son doctorat et qu'il comptait l'obtenir d'ici deux ans. La retraite est un autre objectif, mais la consultance générale et la recherche d'opportunités de recherche sont d'autres idées qui le passionnent.

D'autre part, Saptarshi pense à la formation des étudiants qui viennent actuellement de milieux cliniques. Il considère la technologie comme un allié qui permet aux praticiens de mieux s'occuper des patients et de trouver des traitements et des avancées qui peuvent soulager les maladies. Cependant, un autre défi lié à la technologie est la différence entre le travail en laboratoire et l'environnement en ligne. « Il est très difficile d'évaluer le comportement des gens parce qu'on ne peut pas les observer en direct dans la pratique.  Nous avons mis au point des outils qui permettent d'identifier où et comment les patients et les cliniciens accèdent aux informations les concernant. Ce cadre en ligne est crucial car de plus en plus de personnes doivent travailler à distance, et il est essentiel d'identifier et d'engager les étudiants dans l'apprentissage à distance », explique Saptarshi.

Une énorme inégalité numérique

Pour conclure notre entretien, nous abordons la question de l'accessibilité des technologies.  Saptarshi fait remarquer que la disparité technologique ou la manque d'accès aux capacités de calcul avancées sont en fait beaucoup plus importantes et significativement problématiques pour les pays à revenu moyen inférieur et les contextes à faibles ressources.  Il précise : « Un contexte à faibles ressources signifie des bidonvilles ou des endroits où il y a moins de ressources ou de personnel qualifié, même si le revenu est élevé, mais il y a moins de personnes formées pour pouvoir utiliser la technologie et le calcul de haute performance pour prendre soin des patients dans le domaine des soins de santé. C'est ce que j'entends par fracture, parce qu'avec l'IA, il faut beaucoup d'ordinateurs pour pouvoir faire de l'IA correctement, et je pense que c'est ce qui manque dans de nombreux endroits. Les ressources fournies par L’informatique pour l’humanité peuvent être utiles pour combler l’ecart ».

De son côté, Rob Quick déclare que « la mise à disposition des ressources est une chose, mais la mise à disposition des ressources pour amener les chercheurs des pays à revenu faible ou moyen à un endroit où ils peuvent utiliser ces ressources est une autre préoccupation qui relève davantage de la formation et du développement de la main-d'œuvre ».

Quelques réflexions sur le COVID et l'IA

Rob s'inquiète de l'équilibre entre la technologie et toutes les interactions dans l'ère post-Covid. Il déclare : « Un environnement à forte composante technologique comporte toujours des risques de déshumanisation à bien des égards. Cependant, la technologie ne remplacera jamais l'esprit de recherche humain. Elle peut être capable de traiter les choses infiniment plus rapidement et de trouver des corrélations qui peuvent ne pas nous apparaître immédiatement, mais la logique déductive et le raisonnement qui sous-tendent toute hypothèse testée proviennent certainement de l'esprit humain ».

Lorsque cette préoccupation concerne le domaine de la recherche, Rob explique que l'interopérabilité et la réutilisabilité de l'IA constituent un problème majeur. Il donne l'exemple d'une personne qui dispose d'un dépôt GitHub où le code est développé dans un environnement qu'il faut ensuite reproduire, ou d'une personne qui doit payer une redevance pour obtenir l'environnement qu'elle a créé pour utiliser cet algorithme. « Je pense que c'est un espace où beaucoup plus de chercheurs peuvent adopter des choses parce que beaucoup d'entre eux n'auront pas le temps, les efforts ou les compétences nécessaires pour développer leur propre algorithme d'IA pour faire leur travail ».

Alors que nous nous préparons à conclure l'entretien, Saptarshi exprime son point de vue : « L'IA est déjà vraiment très bonne en termes de qualité, en particulier dans un contexte où il y a un manque de spécialistes, de technologie, que ce soit en médecine diagnostique, etc. En outre, le potentiel de l'IA est de pouvoir s'étendre à l'agent de santé communautaire qui n'est pas très bien formé mais qui doit faire face à des problèmes très complexes, ce qui sera très utile pour eux. Je pense qu'en tant que société, nous devons réfléchir à ce qu'il advient des emplois qui sont remplacés et qui devraient être remplacés à des fins de productivité ».