FORT BELVOIR, Va. – A necessidade de segurança global está sempre em evolução, e o Escritório Conjunto de Ciência e Tecnologia (JSTO) está liderando o desenvolvimento das mais recentes inovações para defender nossos guerreiros e nossa nação contra ameaças químicas e biológicas (CB). Esta abordagem, descrita como "Shield and Spear", representa um afastamento das estratégias reativas tradicionais, focando em ferramentas de espectro amplo que podem ser rapidamente implementadas para reduzir o impacto de agentes desconhecidos, permitindo mais tempo para desenvolver defesas direcionadas. Um componente chave desta estratégia é o sequenciamento metagenômico não direcionado, uma tecnologia revolucionária atualmente avaliada em exercícios com operadores militares.
"Sequenciamento não direcionado nos dá uma capacidade sem precedentes para ver a imagem completa do que estamos lidando em uma amostra clínica ou ambiental", disse Stephanie Calderwood, chefe de filial da Divisão de S & T Médica Diagnostica na DTRA JSTO. "Em vez de procurar um patógeno específico que já conhecemos, estamos lançando uma ampla rede para identificar qualquer e todos os microorganismos. Esta é a base da bio- deterrença moderna, fornecendo-nos uma capacidade de alerta precoce e caracterização segundo a nenhum. Enquanto o "Shield" fornece a primeira linha de defesa, o "Spear" é projetado para desenvolver, testar e implementar rapidamente ferramentas de diagnóstico altamente direcionadas assim que uma nova ameaça biológica é detectada. O investimento do JSTO no desenvolvimento expedicionário, sob demanda, revolucionará a medicina do campo de batalha, passando de um processo lento e pesado para um fluxo de trabalho rápido e automatizado "amostra para o ensaio". O processo culmina em portar o ensaio recém desenvolvido em dispositivos de diagnóstico molecular em campo existentes, garantindo que a capacidade pode ser rapidamente implementada para o guerreiro sem a necessidade de hardware totalmente novo.
"Nossa meta é criar um centro de diagnóstico totalmente integrado, centrado em ameaças, que pode passar de uma amostra para um ensaio de diagnóstico implantável em questão de horas, não de semanas", explicou Calderwood. "Estamos fazendo isso automatizando o fluxo de trabalho e integrando tecnologias comerciais de topo. Isto permite que nossas unidades médicas de campo produzam suas próprias ferramentas de diagnóstico no local, que é crítica em ambientes disputados." Esta estratégia de leitura para o futuro não é teórica; é ativamente demonstrada através de exercícios alinhados com os EUA. Comando Indo- Pacífico e Escritório do Secretário Adjunto de Guerra A iniciativa Dragon Medic, a capacidade de fabricação diagnóstica expedicionária do JSTO, está sendo testada em exercícios principais, provando que o desenvolvimento rápido e sob demanda de ensaios é uma realidade.
Os mais recentes avanços do diagnóstico são alimentados por aprendizado automático, inteligência artificial (AI) e computação de alto desempenho. Esta tecnologia permite ao JSTO construir uma coluna vertebral digital que transforma contramedidas médicas através de condutores com AI. Isto muda o processo de um lento, sequencial para um sistema rápido, preditivo e integrado. Embora esta abordagem beneficie toda a paisagem de contramedidas, o impacto sobre o diagnóstico é particularmente profundo. Ao usar o aprendizado de máquina e a IA, o JSTO pode acelerar tudo desde a identificação inicial de um patógeno de ameaça médica até a fabricação automática de diagnósticos no ponto de necessidade. Isto é exemplificado com SPADES (Agente Biológico e Solução de Detecção e Diagnóstico de Agnóstico de Sequência, Baseado em Sequência), que usa um banco de dados curado de assinaturas únicas e aprendizado automático para identificar rapidamente desconhecidos em uma amostra metagenómica.
"A aprendizagem de máquinas e IA são um catalisador crítico para nossa estratégia de 'Shield and Spear'", afirmou Calderwood. "A IA permite- nos quebrar silos de informação que historicamente dificultaram o desenvolvimento e estabelecer um ecossistema de dados coeso. Isto permite que nossas ferramentas de IA e de aprendizado de máquinas acessem os conjuntos de dados necessários para fornecer soluções mais rápido."
Como em todos os esforços desta magnitude, a parceria é importante. JSTO está desenvolvendo um vasto sistema de parceiros do governo, indústria e academia. Trabalhando com organizações como os EUA Administração de Alimentos e Medicamentos (FDA) e Agência de Projetos de Pesquisa Avançados para a Saúde (ARPA- H), o JSTO garante que suas inovações não sejam apenas científicamente sólidas, mas também coordenadas com vias regulatórias e processos escalables.
Através da integração de sequenciamento não direcionado, fabricação expedicionária e computação avançada, o JSTO está forjando uma nova era de diagnósticos médicos.
"O futuro do conflito exige uma nova geração de diagnósticos médicos - um que seja tão ágil e flexível quanto as ameaças que nossos guerreiros enfrentam", concluiu Calderwood. "Não estamos apenas respondendo aos requisitos emergentes; estamos forjando o escudo e afiando a lança para garantir que a Força Conjunta permaneça pronta, resilientes e vitoriosas nos campos de batalha de amanhã."
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