論文の概要: CoDaS: AI Co-Data-Scientist for Biomarker Discovery via Wearable Sensors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.14615v1
- Date: Thu, 16 Apr 2026 04:47:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-17 21:29:31.7252
- Title: CoDaS: AI Co-Data-Scientist for Biomarker Discovery via Wearable Sensors
- Title(参考訳): CoDaS: ウェアラブルセンサーによるバイオマーカー発見のためのAIデータサイエンティスト
- Authors: Yubin Kim, Salman Rahman, Samuel Schmidgall, Chunjong Park, A. Ali Heydari, Ahmed A. Metwally, Hong Yu, Xin Liu, Xuhai Xu, Yuzhe Yang, Maxwell A. Xu, Zhihan Zhang, Cynthia Breazeal, Tim Althoff, Petar Sirkovic, Ivor Rendulic, Annalisa Pawlosky, Nicolas Stroppa, Juraj Gottweis, Elahe Vedadi, Alan Karthikesalingam, Pushmeet Kohli, Vivek Natarajan, Mark Malhotra, Shwetak Patel, Hae Won Park, Hamid Palangi, Daniel McDuff,
- Abstract要約: バイオマーカー発見を反復的プロセスとして構築するシステムであるCoDaS(AI Co-Data-Scientist)を紹介する。
コホートは計9,279人、CoDaSは41人のメンタルヘルスと25人のメタボリックな結果を得た。
CoDaSは、両データセットの概日不安定性に関連する特徴を睡眠時間変動に反映した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 44.01195029438923
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Scientific discovery in digital health requires converting continuous physiological signals from wearable devices into clinically actionable biomarkers. We introduce CoDaS (AI Co-Data-Scientist), a multi-agent system that structures biomarker discovery as an iterative process combining hypothesis generation, statistical analysis, adversarial validation, and literature-grounded reasoning with human oversight using large-scale wearable datasets. Across three cohorts totaling 9,279 participant-observations, CoDaS identified 41 candidate digital biomarkers for mental health and 25 for metabolic outcomes, each subjected to an internal validation battery spanning replication, stability, robustness, and discriminative power. Across two independent depression cohorts, CoDaS surfaced circadian instability-related features in both datasets, reflected in sleep duration variability (DWB, ρ= 0.252, p < 0.001) and sleep onset variability (GLOBEM, ρ= 0.126, p < 0.001). In a metabolic cohort, CoDaS derived a cardiovascular fitness index (steps/resting heart rate; ρ= -0.374, p < 0.001), and recovered established clinical associations, including the hepatic function ratio (AST/ALT; ρ= -0.375, p < 0.001), a known correlate of insulin resistance. Incorporating CoDaS-derived features alongside demographic variables led to modest but consistent improvements in predictive performance, with cross-validated ΔR^2 increases of 0.040 for depression and 0.021 for insulin resistance. These findings suggest that CoDaS enables systematic and traceable hypothesis generation and prioritization for biomarker discovery from large-scale wearable data.
- Abstract(参考訳): デジタルヘルスにおける科学的発見は、ウェアラブルデバイスからの継続的な生理的信号を臨床的に実行可能なバイオマーカーに変換する必要がある。
CoDaS (AI Co-Data-Scientist) は,バイオマーカー発見を仮説生成,統計解析,敵対的検証,および大規模ウェアラブルデータセットを用いた文学的推論を組み合わせた反復的プロセスとして構築するマルチエージェントシステムである。
コホートは合計9,279人の参加者が観察し、CoDaSは41人のメンタルヘルスのデジタルバイオマーカーと25人のメタボリックな結果のデジタルバイオマーカーを同定し、それぞれが複製、安定性、堅牢性、識別力にまたがる内部検証バッテリーを装着した。
2つの独立したうつ病コホート中、CoDaSは両データセットの概日不安定性に関連する特徴を呈し、睡眠持続時間変動(DWB, ρ= 0.252, p < 0.001)と睡眠開始変動(GLOBEM, ρ= 0.126, p < 0.001)に反映した。
メタボリックコホートにおいて、CoDaSは心血管性フィットネス指標(歩数/安静時心拍数:ρ=-0.374, p < 0.001)を誘導し、肝機能比(AST/ALT; ρ=-0.375, p < 0.001)を含む確立された臨床関係を回復した。
CoDaS由来の特徴を人口統計学的変数と組み合わせることで、予測性能は緩やかだが一貫した改善がみられ、交差価のΔR^2はうつ病では0.040、インスリン抵抗では0.021となった。
これらの結果から,CoDaSは大規模ウェアラブルデータからのバイオマーカー発見において,系統的かつトレース可能な仮説生成と優先順位付けを可能にすることが示唆された。
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