論文の概要: AI Co-Scientist for Knowledge Synthesis in Medical Contexts: A Proof of Concept
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.11825v1
- Date: Fri, 16 Jan 2026 23:07:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-21 22:47:22.335882
- Title: AI Co-Scientist for Knowledge Synthesis in Medical Contexts: A Proof of Concept
- Title(参考訳): 医学的文脈における知識合成のためのAIの共同科学者:概念の証明
- Authors: Arya Rahgozar, Pouria Mortezaagha,
- Abstract要約: 本稿では,人口,インターベンション,コンパレータ,アウトカム,学習デザイン(PICOS)の明示的な形式化に基づく,スケーラブルで透明な知識合成のためのAIを提案する。
このプラットフォームはリレーショナルストレージ、ベクトルベースのセマンティック検索、Neo4jナレッジグラフを統合している。
その結果,PICOS対応で説明可能な自然言語処理は,エビデンス合成のスケーラビリティ,透明性,効率性を向上できることがわかった。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Research waste in biomedical science is driven by redundant studies, incomplete reporting, and the limited scalability of traditional evidence synthesis workflows. We present an AI co-scientist for scalable and transparent knowledge synthesis based on explicit formalization of Population, Intervention, Comparator, Outcome, and Study design (PICOS). The platform integrates relational storage, vector-based semantic retrieval, and a Neo4j knowledge graph. Evaluation was conducted on dementia-sport and non-communicable disease corpora. Automated PICOS compliance and study design classification from titles and abstracts were performed using a Bidirectional Long Short-Term Memory baseline and a transformer-based multi-task classifier fine-tuned from PubMedBERT. Full-text synthesis employed retrieval-augmented generation with hybrid vector and graph retrieval, while BERTopic was used to identify thematic structure, redundancy, and evidence gaps. The transformer model achieved 95.7% accuracy for study design classification with strong agreement against expert annotations, while the Bi-LSTM achieved 87% accuracy for PICOS compliance detection. Retrieval-augmented generation outperformed non-retrieval generation for queries requiring structured constraints, cross-study integration, and graph-based reasoning, whereas non-retrieval approaches remained competitive for high-level summaries. Topic modeling revealed substantial thematic redundancy and identified underexplored research areas. These results demonstrate that PICOS-aware and explainable natural language processing can improve the scalability, transparency, and efficiency of evidence synthesis. The proposed architecture is domain-agnostic and offers a practical framework for reducing research waste across biomedical disciplines.
- Abstract(参考訳): バイオメディカルサイエンスにおける研究の無駄は、冗長な研究、不完全な報告、伝統的なエビデンス合成ワークフローの限られたスケーラビリティによって引き起こされる。
本稿では,人口,インターベンション,コンパレータ,アウトカム,学習デザイン(PICOS)の明示的な形式化に基づく,スケーラブルで透明な知識合成のためのAI共同科学者を提案する。
このプラットフォームはリレーショナルストレージ、ベクトルベースのセマンティック検索、Neo4jナレッジグラフを統合している。
認知症スポーツおよび非感染性疾患コーパスについて検討した。
PubMedBERTを微調整した双方向長短期メモリベースラインとトランスフォーマーベースのマルチタスク分類器を用いて,PICOSの準拠と,タイトルと要約からの設計分類を自動で行う。
全文合成は、ハイブリッドベクトルとグラフ検索による検索拡張生成を採用し、BERTopicは、テーマ構造、冗長性、エビデンスギャップを識別するために使用された。
トランスモデルは専門家のアノテーションに強く同意した研究設計分類で95.7%の精度を達成し、Bi-LSTMはPICOSコンプライアンス検出で87%の精度を達成した。
Retrieval-augmented generationは、構造化制約、クロススタディ統合、グラフベースの推論を必要とするクエリに対して非検索生成よりも優れ、一方、非検索アプローチは高レベルのサマリーに対して競争力を維持した。
トピックモデリングにより,主題的冗長性が明らかになり,探索されていない研究領域が同定された。
これらの結果から,PICOS対応で説明可能な自然言語処理により,エビデンス合成のスケーラビリティ,透明性,効率性が向上することが示唆された。
提案アーキテクチャはドメインに依存しないものであり,生物医学分野における研究廃棄物削減のための実践的枠組みを提供する。
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