人工智能自诞生以来,应用领域逐步拓宽。过去,在语音识别、围棋大赛、人脸识别、智能音箱等方面的应用取得长足的进步,近些年正加快在医疗领域的应用。
自1970年代斯坦福大学开发MYCIN程序以诊断血源性细菌感染,疾病的诊断和治疗就一直是AI的重点。
2018年,英国格拉斯哥大学宣布使用机器学习工具预测埃博拉和寨卡等大流行病的病毒库。为了应对2014年的埃博拉疫情,总部位于西雅图的Vulcan公司通过使用流动性数据预测埃博拉疫情接下来可能在何处出现,或者确定导致埃博拉疫情在一个地区而不是其他地区持续存在的因素,将AI应用于应对大流行 。
新冠病毒肺炎肆虐,给人工智能的应用研究带来新的机遇,加快了人工智能及其相关技术的介入。世界各国纷纷加快了人工智能的应用研究。
欧洲和美国的疫情在初期向爆发期的发展中,AI技术主要集中于预测和研发。美国哈佛医学院开发出了一种工具,可以评估患者的病例、社交媒体和健康卫生数据。此外,“蓝点”(BlueDot)公司使用自然语言处理技术工具来搜寻新闻报道、公共健康数据和其他资源,在新冠肺炎疫情暴发之初发挥了监测功能。3月13日,美国进入紧急状态,谷歌宣布正与政府合作创建一个网站,帮助人们自我筛查,然后决定是否要寻医问药;Alphabet旗下的生命科学部门Verily则正在研发新型冠状病毒检测工具。
澳洲研发了一款人工智能诊断工具,可帮助医务人员快速识别新冠病毒的感染者。这项名为COVED的技术,原是由悉尼大学附属初创公司Detect-X检测乳腺癌而发明,但经过研究人员的改造后,不仅可以进行肺部的CT扫描,还能在1个小时内得到结果!不仅能提升医生看诊的效率,还能为经验还不丰富的医生提供有价值的参考。同时,Detect-X的医疗辐射专家兼首席执行官Patrick教授还表示,AI还可以辅助医生检查扫描和诊断,在提高检测速度的同时,还提高了每项诊断的准确性。
中国在人工智能方面的研究毫不示弱。
中国非常重视人工智能的研究应用,是AI局中的重要玩家。中美日三国占全球总体专利公开数量的74%,中国是人工智能专利布局最多的国家。全球专利申请主要集中在语音识别、图像识别、机器人以及机器学习等细分方向,而中国在这些方面都有了对抗疫情的落地产品,意味着这次的“战役”我们拥有更多的主动权。
国家工信部前不久发布了《充分发挥人工智能赋能效用,协力抗击新型冠状病毒感染的肺炎疫情倡议书》,提出三个核心倡议:
1.呼吁人工智能企业和应用单位、上下游企业,尤其是人工智能产业创新重点任务入围揭榜企业能够在“疫情发现、预警、防治等方面积极做出应有贡献;
2.攻关并批量生产一批辅助诊断、快速测试、智能化设备、精准测温与目标识别等产品;
3.优化AI算法和算力,助力病毒基因测序、疫苗/药物研发、蛋白筛选等药物研发攻关。
数据采集和处理能力是AI技术的基础,我国在这方面已经交出了令人满意的答卷。
AI科技可以在病例筛查方面发挥巨大功效,提高工作效率,节省决策时间。科大讯飞智医助理可进行病例分析筛查潜在高危患者,目前协助相关机构已随访了安徽、湖北、浙江、北京等15个省市387万人,分析了242万份基层门诊病历,并向公共防疫部门提供分析报告。百度AI测温系统,面向全国完成了北京清河高铁站、数字北京大厦、北七家镇白庙村等数十处测温场所的部署,覆盖交通枢纽、行政机构、医疗机构、企业办公及居住社区等众多场景。
疫苗研发和药物筛选也在争分夺秒地进行,需要进行大量的数据分析、大规模文献筛选和科学超算工作。通过大数据与算力的结合,人工智能可以将新药研发的成功率提高。
各大企业也相继宣布免费开放算力。阿里云宣布疫情期间面向全球公共科研机构免费开放一切AI算力。腾讯云已向北京生命科学研究所提供了大量标准的CPU算力以及对象储存能力。
另一家AI巨头百度的AI整体布局,已经在本次对抗新冠病毒的战役中发挥世界级的关键作用。2020年1月30日,百度研究院宣布,将向各基因检测机构、防疫中心及全世界科学研究中心免费开放线性时间算法 LinearFold ,以及世界上现有最快的 RNA 结构预测网站,以提升新型冠状病毒RNA空间结构预测速度。LinearFold算法可将此次新型冠状病毒的全基因组二级结构预测从55 分钟缩短至27 秒,提速 120 倍,节省了两个数量级的等待时间。
百度基于智能语音技术能力构建的“智能外呼语音机器人”,可提供流动人员排查、本地居民排查回访、特定人群通知三大场景的外呼服务,比人工电话效率提高数百倍。据了解,从1月28日至疫情结束,百度不收取任何免费向各级政府、卫健委机构、基层社区、疾控中心等相关疫情防控机构开放智能外呼平台。
超声机器人技术是当前最先进的远程超声诊断手段,武汉黄陂方舱医院利用超声机器人,会同700多公里外的浙江省医院专家隔空为新冠肺炎患者进行检查。中国信息通信研究院称,已有十余项5G应用在疫情防控中发挥积极作用,很多应用通过机器人实现。借助智能语音机器人,中国移动在湖北已完成70万户居民的疫情排查,担负起部分远程看护、测量体温、消毒、清洁和送药等医疗服务工作。宁波机场的巡逻测温机器人,一次可测量5米内10个人的体温。百度智能外呼平台也已经在北京海淀上地街道办、陕西西安、延安、上海宝山、浙江温州瑞安市等十几个地区投入使用,外呼总量300多万次。
国内针对新冠病毒肺炎的人工智能研发及产品还有:
(1)中国工程院院士钟南山的团队与腾讯公司正式达成合作,共同成立“大数据及人工智能联合实验室”,双方首先会携手持续抗击新冠肺炎疫情,而更长远的目标,则是利用大数据和人工智能攻坚流行病、呼吸疾病和胸部疾病的筛查和防控预警。
(2)北京大学朱怀秋教授的团队在bioRxiv发表了《深度学习算法预测武汉2019年新型冠状病毒的宿主和感染性》的文章,提出了一种基于深度学习的病毒宿主预测方法,通过输入DNA序列检测病毒可以感染哪种宿主,预测表明病毒的宿主包括犬,猪,貂,龟和猫等几种脊椎动物,具有感染性的冠状病毒具有感染人类的强大潜力。寻找天然病毒宿主可以显着地帮助防止其传播给人类,从而显着限制病毒在全球范围内的传播。该方法将有助于将来的病毒分析以及病毒病原体的早期预防和控制。
(3)阿里云为北京基因组研究所(BGI)免费提供AI计算功能。 北京基因组研究所(BGI)提供计算能力和数据分析。在拥有AI的系统的帮助下,北京基因组研究所(BGI)宣布打破了在15分钟内完成高精度全个人基因组测序过程的 记录,使其比没有AI的传统过程快120倍。
(4)浙江省疾控中心全基因组检测分析平台利用阿里达摩院研发的AI算法,将原来数小时的疑似病例基因分析缩短至半小时,并能精准检测出病毒的变异情况.
(5)腾讯向北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院的黄牛教授实验室、中山大学药学院的罗海彬教授团队提供免费的运超算能力、运算集群支持以及基础的云计算能力;同时成立应急工作小组,帮助加速疫苗研发和新药筛查。
(5)滴滴云免费向国内科研机构、医疗及救助平台等开放用于抗击疫情相关工作的 GPU 云计算资源和技术支持,包括但不限于 GPU 云服务器、负载均衡 SLB、弹性公网 EIP 等以及相关的技术支持服务。
(6)依图医疗开发的新型冠状病毒性肺炎智能影像评价系统在上海市公共卫生临床中心正式上线,为临床专家提供基于CT影像的智能化新型冠状病毒性病灶定量分析及疗效评价等服务.
(7)推想科技推出肺炎AI特别版专门装备针对新型冠状病毒肺炎的AI模型,已投入武汉同济医院一线临床应用帮助进行肺炎感染筛查和疫情监测。
(8)全球健康药物研发中心会同清华大学药学院免费开放GHDDI人工智能药物研发和大数据平台,针对SARS/MERS等冠状病毒的历史药物研发进行数据挖掘与集成,开放相关临床前和临床数据资源,以及针对新型冠状病毒“老药新用(drug repurposing)”预测结果,为新型冠状病毒科学研究提供重要数据支撑。同时上线GHDDI一站式科研数据与信息共享平台(https://ghddi-ailab.github.io/Targeting2019-nCoV/)。
人工智能大显身手的机会到了!事实已经证明并将继续证明,人工智能在帮助人类抗击新冠肺炎的战役中大有作为!