شیدا محمدی مقدم؛ زنی که راه رفتن را به ماشینها آموخت
22 اردیبهشت · · خواندن 5 دقیقه
گاهی نوآوری در جایی رخ میدهد که تصورش را نمیکنید. نه در یک آزمایشگاه پرزرقوبرق، نه با یک تیم صد نفره، که در خانهای کوچک، پشت یک لپتاپ، با نوزادی که در آغوش مادرش خوابیده است. شاید گهوارهٔ بشریت، همیشه همینجاها بوده: در آغوش مادرانی که هم تربیت میکنند و هم اکتشاف.
این، داستان شیدا محمدی مقدم است.
تهرانی که در میدان انقلاب شروع شد
شیدا محمدی مقدم در تهران بزرگ شد. از همان نوجوانی، فیزیک برایش فقط یک درس نبود؛ پنجرهای بود به درک جهان. معلم فیزیک دبیرستانش چنان شعلهای در ذهنش روشن کرد که تصمیم گرفت راهش را در علم ادامه دهد. میگوید: «میدانستم که مدتی طولانی را در دانشگاه خواهم گذراند. نمرههایم بالا بود.»
بالا بود؟ بله. نمرههایش در کنکور سراسری ایران، او را در میان صد نفر برتر کل کشور قرار داد. این یعنی از میان صدها هزار داوطلب، او در قله ایستاده بود. و بعد، همان اتفاقی افتاد که باید میافتاد: وارد دانشگاه صنعتی شریف شد؛ بهترین دانشگاه مهندسی ایران. رشتهٔ مهندسی مکانیک.
اما آنچه در شریف برایش رقم خورد، فراتر از درس و نمره بود. یک کشف درونی: «میخواهم برای سلامت مردم مفید باشم.»
از ستون فقرات تا راه رفتن
برای پروژهٔ کارشناسی ارشدش در شریف، سراغ مدلسازی اسکلتی-عضلانی رفت و یک ابزار نوین برای استفاده در جراحی ستون فقرات طراحی کرد. ابزاری که میتوانست به جراحان کمک کند تا خطاهای کمتری داشته باشند و بیماران، درد کمتری بکشند.
همان وقت بود که تصمیم قطعیاش را گرفت: «فهمیدم این همان کاری است که میخواهم تا آخر عمر انجام بدهم: پژوهش برای بهبود سلامت مردم.»
اما یک چیز دیگر هم فهمید. وقتی مقاله میخواند، مدام به نامهایی برخورد میکرد که از یک نقطهٔ دور در نیمکرهٔ جنوبی میآمدند: نیوزیلند. گروه اسکلتی-عضلانی مؤسسهٔ بیومهندسی آکلند (ABI).
او ایمیل زد. شش ماه بعد، یک فرصت طلایی پیش آمد: کار زیر نظر دکتر جولی چوآسن (Julie Choisne) روی یک پروژهٔ جسورانه.
نیوزیلند، همهگیری، و دگرگونی
سال ۲۰۲۱ بود. مرزها به خاطر همهگیری کرونا بسته بودند. شیدا از ایران، به مدت هجده ماه، دکترایش را از راه دور شروع کرد. تصورش را بکنید: دانشجویی که باید با یک استاد راهنما در آن سوی کرهٔ زمین کار کند، رشتهای را یاد بگیرد که هیچ تجربهای در آن ندارد (یادگیری ماشین و هوش مصنوعی)، و همهٔ اینها را از پشت یک صفحهٔ نمایش انجام دهد.
اما او تسلیم نشد. میگوید: «وقتی فرصتی پیش میآید، شاید سخت به نظر برسد – اما بغلش کن!»
سرانجام به نیوزیلند نقل مکان کرد. موضوع دکترایش چه بود؟ مقایسهٔ دقت مدلهای یادگیری ماشین در پیشبینی حرکات و نیروهای عضلانی حین راه رفتن – هم برای افراد سالم، هم برای افراد دچار اختلالات حرکتی.
راه رفتن، آن معمای پیچیدهٔ انسانی
راه رفتن برای ما آدمها کاری چنان ساده است که حتی به آن فکر نمیکنیم. اما از نظر مهندسی، راه رفتن یک سمفونی پیچیده است: دهها مفصل، صدها عضله، هزاران نورون، همه و همه هماهنگ با هم. حالا تصور کنید که بخواهید این سمفونی را فقط با دو حسگر کوچک روی پاها اندازه بگیرید و بعد، به یک مدل هوش مصنوعی یاد بدهید که کل حرکات بدن را پیشبینی کند. این دقیقاً کاری بود که شیدا محمدی مقدم انجام داد.
او در پژوهشهایش نشان داد که میشود با فقط دو حسگر اینرسی (IMU) که روی پاها قرار میگیرند – و نه هفت حسگر – حرکات و نیروهای مفصلی را با دقتی چشمگیر پیشبینی کرد. مدل یادگیری ماشینیاش (Random Forest) توانست با خطای تنها ۹.۵ درصد، حرکات مفاصل را تخمین بزند. این یعنی یک روش کمهزینه، پوشیدنی و دقیق برای تحلیل راه رفتن.
این دستاورد، بهویژه برای کودکانی که دچار اختلالات حرکتی هستند، اهمیت حیاتی دارد. دستگاههای سنتی تحلیل حرکت، بزرگ، گرانقیمت و محدود به آزمایشگاههای خاص هستند. اما روش شیدا، قابل استفاده در هر کلینیک کوچکی، حتی در مناطق محروم، خواهد بود.
چهار سال دکتری را، در سه سال تمام کرد. شش ماه آخر را هم تماموقت کار میکرد. استاد راهنمایش، دکتر چوآسن، میگوید این کار «اصلاً آسان نبود».
از آزمایشگاه تا نجات جانها
امروز، شیدا محمدی مقدم مهندس هوش مصنوعی در شرکت Toku Eyes است؛ یک استارتاپ عمیق فناوری در نیوزیلند که دارد با هوش مصنوعی، انقلابی در بهداشت و درمان جهانی ایجاد میکند. این شرکت توسط دکتر احسان وفقی، دانشمند ایرانی دیگری که خود استاد دانشگاه آکلند است، بنیان گذاشته شده.
Toku Eyes چه میکند؟ با تحلیل تصاویر شبکیهٔ چشم، خطر بیماریهای قلبی-عروقی و کلیوی را پیشبینی میکند. چشمها، پنجرهای به سلامت درونی ما هستند، و هوش مصنوعیای که شیدا روی آن کار میکند، دارد از این پنجره، آیندهٔ سلامت میلیونها انسان را میخواند. او میگوید: «این همان چیزی است که برای شغلم میخواهم: کاری چالشبرانگیز، چیزی که واقعاً نو باشد. هیچکس دیگری در جهان این کار را نمیکند.»
نیوزیلندی در آغوش مادر
در فوریهٔ ۲۰۲۴، شغل رؤیاییاش را پیدا کرد. در ژوئیه، دخترش به دنیا آمد. در سپتامبر، دکترایش را جشن گرفت. همه در یک سال.
او در مصاحبهاش با دانشگاه آکلند گفت: «کمی نگران بودم که آیا میتوانم هم دکتری و هم کار را مدیریت کنم. چالشبرانگیز بود اما یاد گرفتم چطور تحت فشار کار کنم، و این کمکم کرد دکتری را هرچه زودتر تمام کنم.»
تصورش را بکنید: زنی که در آستانهٔ مادر شدن، در کشوری غریب، هم دکترایش را یک سال زودتر از موعد به پایان میرساند، هم در یک استارتاپ پیشرفته مشغول به کار میشود، و هم نوزادش را در آغوش میگیرد. این تصویر، شاید بهترین پاسخ باشد به تمام کلیشههایی که میگویند «زنها نمیتوانند همزمان مادر باشند و دانشمند».
چرا باید نام شیدا محمدی مقدم را به خاطر بسپاریم؟
چون او مرز جدیدی از علم را فتح کرده که پیش از این وجود نداشت: تحلیل حرکت با هوش مصنوعی پوشیدنی. روزی خواهد رسید که هر انسانی، نه فقط در آزمایشگاههای گرانقیمت، که در خانهاش، در خیابان، در مدرسه، میتواند نحوهٔ راه رفتنش را تحلیل کند و از آن برای تشخیص زودهنگام بیماریهای عصبی-عضلانی، ارتوپدی و حتی قلبی استفاده کند. آن روز، بخشی از این آینده را مدیون زنی خواهیم بود که در میانهٔ همهگیری، پشت لپتاپش در تهران نشست و به خودش قول داد دنیا را تغییر دهد.
او حالا در آکلند زندگی میکند، در کشوری که فقط چند سال پیش حتی تصورش را هم نمیکرد. هر روز صبح، دختر کوچکش را بیدار میکند، به او شیر میدهد، و بعد میرود تا در آزمایشگاهش، الگوریتمهایی بنویسد که شاید روزی جان میلیونها انسان را نجات دهند.
این است قصهٔ شیدا محمدی مقدم: زنی که به ماشینها یاد داد چطور راه بروند، و در این راه، خودش نیز گامهایی برداشت که کمتر کسی جسارتش را داشت.