Mantis Biotech, una startup con sede a New York, è pioniera nella creazione di “gemelli digitali” – modelli altamente dettagliati e basati sulla fisica del corpo umano – per superare un collo di bottiglia critico nella moderna ricerca biomedica: la scarsità di dati. Sebbene i modelli linguistici di grandi dimensioni (LLM) promettano scoperte rivoluzionarie nella genomica, nella diagnostica e nella scoperta di farmaci, la loro efficacia dipende dall’accesso a set di dati completi. Questi set di dati sono spesso limitati, soprattutto quando si tratta di condizioni rare, casi insoliti o informazioni eticamente sensibili sui pazienti.
La sfida dei dati limitati
Il problema principale è semplice: I LLM richiedono enormi quantità di dati per funzionare in modo efficace. Ma i dati sanitari sono spesso frammentati, non strutturati o soggetti a rigide normative sulla privacy. Ciò lascia i ricercatori in difficoltà nell’addestrare modelli su scenari realistici, in particolare nelle aree in cui i dati sono intrinsecamente rari. Ad esempio, comprendere la biomeccanica di un atleta a cui manca un dito è difficile perché semplicemente non esistono set di dati etichettati.
La soluzione di Mantis Biotech affronta direttamente questo problema. La loro piattaforma integra dati provenienti da diverse fonti – libri di testo, motion capture, sensori biometrici, imaging medico – e utilizza LLM per sintetizzare modelli predittivi completi. L’innovazione chiave è un motore fisico che fonda questi set di dati sintetici su vincoli anatomici e fisiologici realistici.
Come funzionano i gemelli digitali
Il processo prevede tre passaggi fondamentali:
- Integrazione dei dati : raccolta di informazioni da più fonti, comprese cartelle cliniche strutturate e testo non strutturato.
- Sintesi LLM : utilizzo di LLM per convalidare, perfezionare e combinare questi dati in un quadro coerente.
- Modellazione basata sulla fisica : esecuzione dei dati integrati attraverso un motore fisico per creare simulazioni ad alta fedeltà dell’anatomia e del comportamento umano.
Ciò consente a Mantis Biotech di generare set di dati sintetici per scenari in cui i dati del mondo reale non sono disponibili. Ad esempio, la piattaforma può simulare la stima della posa della mano per qualcuno con un dito mancante semplicemente rimuovendo il dito dal modello e rigenerando la simulazione. Ciò evita la necessità di set di dati rari o inesistenti.
Applicazioni attuali ed espansione futura
Il successo iniziale dell’azienda è negli sport professionistici, dove gli atleti ad alte prestazioni necessitano di analisi biomeccaniche dettagliate. Una squadra NBA sta utilizzando i gemelli digitali di Mantis Biotech per monitorare le prestazioni dei giocatori, prevedere i rischi di infortuni e ottimizzare i regimi di allenamento. La piattaforma può analizzare anni di dati di salto insieme ai modelli di sonno, ai movimenti del braccio e ad altri indicatori biometrici per fornire informazioni utili.
Mantis Biotech prevede di espandersi in applicazioni sanitarie più ampie, tra cui:
- Formazione chirurgica : simulazione di procedure per i chirurghi per praticare operazioni ad alto rischio.
- Sviluppo di farmaci : previsione delle risposte dei pazienti ai trattamenti sulla base di studi clinici simulati.
- Assistenza sanitaria preventiva : identificazione degli individui a rischio di condizioni specifiche sulla base di dati comportamentali e fisiologici.
La società ha recentemente ottenuto 7,4 milioni di dollari in finanziamenti iniziali, che verranno utilizzati per assunzioni, marketing e sviluppo della piattaforma.
“Vogliamo che le persone abbiano la mentalità secondo cui gli esseri umani possono essere testati quando si utilizzano esseri umani virtuali”, afferma il CEO Georgia Witchel, riflettendo una visione audace per il futuro della sperimentazione biomedica.
In definitiva, la tecnologia del gemello digitale di Mantis Biotech rappresenta uno spostamento verso un’assistenza sanitaria più proattiva e basata sui dati. Colmando il divario tra i limiti del mondo reale e la modellazione predittiva, l’azienda mira ad accelerare l’innovazione nell’intero settore biomedico.
