時間:2023-10-09 10:54:16
序論:在您撰寫人工智能對醫(yī)療的幫助時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞:人工智能;教育;新模式;改革;構(gòu)想
教育是著眼于未來的事業(yè),教育的首要任務(wù)就是為未來社會培養(yǎng)相適應(yīng)的合格人才。隨著人工智能的誕生和發(fā)展,我國已經(jīng)開始將人工智能應(yīng)用于教育領(lǐng)域,并顯示出人工智能對于彌補當前教育存在的種種缺陷和不足,推動教學(xué)現(xiàn)代化和教育發(fā)展改革進程起著越來越重要的作用。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展中,工程科學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)不斷融合,相互進步。近幾年,隨著人工智能技術(shù),機器人技術(shù),虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù),3D打印技術(shù)與醫(yī)學(xué)不斷的融合發(fā)展,衍生出一系列的醫(yī)學(xué)診療技術(shù),儀器,大大推進了醫(yī)學(xué)發(fā)展。從2013年到2017年,國務(wù)院、發(fā)改委、FAD連續(xù)發(fā)文,多次提及醫(yī)療走智能化、云化的趨勢,為推動智能醫(yī)療領(lǐng)域保駕護航。智能與醫(yī)學(xué)的結(jié)合已經(jīng)是大勢所趨,因此,為培養(yǎng)大量智能醫(yī)學(xué)人才極有必要對智能醫(yī)學(xué)教育新模式進行深入研究。
一、目前醫(yī)學(xué)教育以及醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)狀況
智能醫(yī)學(xué)工程是一門將人工智能、傳感技術(shù)等高科技手段綜合運用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新興交叉學(xué)科,研究內(nèi)容包括智能藥物研發(fā)、醫(yī)療機器人、智能診療、智能影像識別、智能健康數(shù)據(jù)管理等。
智能醫(yī)學(xué)工程的畢業(yè)生掌握了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)理論,對智慧醫(yī)院、區(qū)域醫(yī)療中心、家庭自助健康監(jiān)護三級網(wǎng)絡(luò)中的醫(yī)學(xué)現(xiàn)象、醫(yī)學(xué)問題和醫(yī)療模式有較深入的理解,能熟練地將電子技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù),應(yīng)用于醫(yī)療信息大數(shù)據(jù)的智能采集、智能分析、智能診療、臨床實踐等各個環(huán)節(jié)。實驗教學(xué)正是融合型創(chuàng)新人才的最好培養(yǎng)方式。智能醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)需要各學(xué)科間的相互交融更為緊密,學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力才能得到更好的培養(yǎng)。與此同時,由于絕大部分醫(yī)工結(jié)合的專業(yè)大部分歸屬與工科學(xué)院下,缺乏必要的臨床經(jīng)驗,因而學(xué)生不能很好的把握新技術(shù)的應(yīng)用。
而國內(nèi)相關(guān)人才缺口還非常大,目前,國內(nèi)僅僅有生物醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)學(xué)信息工程等工科專業(yè)培養(yǎng)醫(yī)工結(jié)合人才。但是囿于培養(yǎng)時間與培養(yǎng)模式,他們往往只能針對具體某一方向,并且目前的培養(yǎng)體系還多著重于工學(xué)技術(shù)的研究,缺乏臨床實踐。
二、智能+醫(yī)學(xué)教育的必要性探究
2.1技術(shù)進步對醫(yī)療人員的診療幫助
以癌癥的治療為例,由于針對癌癥藥物的研究何藥物數(shù)量非常巨大,對于普通醫(yī)生在短時間內(nèi)難以進行準確的判斷針對癌癥的研究和藥物數(shù)量非常巨大,具體來說,目前已有800多種藥物和疫苗用于治療癌癥。但是,這對于醫(yī)生來說卻有負面的影響,因為有太多種選擇可供選擇,使得為病人選擇合適的抗癌藥物變的更加困難。同樣,精確醫(yī)學(xué)的進步也是非常困難的,因為基因規(guī)模的知識和推理成為決定癌癥和其他復(fù)雜疾病的最終瓶頸。今天,許多受過專業(yè)訓(xùn)練的醫(yī)學(xué)研究員需要數(shù)小時的時間來檢查一個病人的基因組數(shù)據(jù)并作出治療決定。
上述問題在擁有工學(xué)、醫(yī)學(xué)雙背景的醫(yī)生手中已經(jīng)不是問題,通過目前日漸成熟的AI技術(shù),對于大量的醫(yī)療數(shù)據(jù)進行檢索,通過可靠的編程手段,通過人工智能技術(shù),建立完備的醫(yī)療數(shù)據(jù)庫,幫助醫(yī)生進行診療。據(jù)調(diào)查,美國微軟公司已經(jīng)研制出幫助醫(yī)生治療癌癥的人工智能機器,其原理是對于所有關(guān)于癌癥的論文進行檢索,并提出對于病人治療最有效的參考方案,它可以通過機器學(xué)習(xí)來幫助醫(yī)生找到最有效,最個性化的癌癥治療方案,同時提供可視化的研究數(shù)據(jù)。
2.2智能醫(yī)學(xué)對于新時代醫(yī)生培養(yǎng)的影響
人工智能通過計算機可為學(xué)生提供圖文并茂的豐富信息和數(shù)據(jù),一方面加強了學(xué)生的感性認識,加強了對所學(xué)知識的理解和掌握,從而提高了教學(xué)質(zhì)量。同時,人工智能可幫助教師完成繁雜的、需適應(yīng)各種教學(xué)的教學(xué)課程、課件等設(shè)計,使教師將更多的精力專注于學(xué)與教的行為和過程,從而提高教學(xué)效率。正如前面所述例子,智能網(wǎng)絡(luò)模塊化學(xué)習(xí)平臺可使教學(xué)擺脫以往對于示教病例的依賴,拓展了學(xué)生們的學(xué)習(xí)空間和時間,可極大地提高醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量。
教育與人工智能相結(jié)合將會創(chuàng)新教育方式和理念。北京師范大學(xué)何克抗教授在《當代教育技術(shù)的研究內(nèi)容與發(fā)展趨勢》中提到當代教育技術(shù)的五大發(fā)展趨勢之一就是“愈來愈重視人工智能在教育中應(yīng)用的研究”。結(jié)合上述人工結(jié)合上述人工智能在醫(yī)學(xué)教育中的創(chuàng)新作用,下面就人工智能結(jié)合醫(yī)學(xué)學(xué)教育新模式提出一些構(gòu)想。
三、交叉醫(yī)學(xué)人才的培養(yǎng)
3.1建立智能醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)體系的必要性
目前智能醫(yī)學(xué)的研發(fā)和臨床還存在隔閡,臨床醫(yī)生并沒有很好地理解人工智能,無法從實踐出發(fā)提出人工智能能夠解決的方向,而人工智能的產(chǎn)業(yè)界熱情高漲,卻未必能踩準點,所以產(chǎn)業(yè)界需要和臨床深度溝通融合,才能真正解決看病難、看病貴的問題,緩解醫(yī)療資源緊張。目前,國內(nèi)僅僅有生物醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)學(xué)信息工程等工科專業(yè)培養(yǎng)醫(yī)工結(jié)合人才。
3.2醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)體系初步構(gòu)想
據(jù)悉,目前已經(jīng)有天津大學(xué)、南開大學(xué)等幾所院校開設(shè)了智能方向的醫(yī)學(xué)本科教育,旨在彌補上述缺口,相關(guān)院校也在積極探索新型人才培養(yǎng)方案。應(yīng)當為醫(yī)學(xué)生開設(shè)人工智能課程,應(yīng)當培養(yǎng)具備生命科學(xué)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)及信息科學(xué)有關(guān)的基礎(chǔ)理論知識以及醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)相結(jié)合的科學(xué)研究能力。該專業(yè)的學(xué)生主要學(xué)習(xí)生命科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué),電子技術(shù)、計算機技術(shù)和信息科學(xué)的基本理論和基本知識,充分進行計算機技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用的訓(xùn)練,具有智能醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域中的研究和開發(fā)的基本能力。
人工智能對醫(yī)療領(lǐng)域的影響是開創(chuàng)性的、變革性的、顛覆性的。智慧醫(yī)療利用人工智能技術(shù)將數(shù)字化人體和數(shù)字化醫(yī)療等高度智慧化,部分代替了以往由人力完成的醫(yī)療工作,構(gòu)建了從底層基因、中層病癥數(shù)據(jù),到上層診斷和手術(shù)的上下一體,人與機器互聯(lián)、協(xié)作、共進的新醫(yī)療體系。
基于人工智能的智慧醫(yī)療主要有四個發(fā)展方向。
第一個發(fā)展方向是基因測序。比如某公司打造了遺傳病智能化解讀系統(tǒng),首先提取和處理DNA數(shù)據(jù),然后進行測序分析,最后根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果完成對疾病的關(guān)聯(lián)分析。
第二個發(fā)展方向是輔助診斷。通過讓機器學(xué)習(xí)海量醫(yī)療數(shù)據(jù)、專業(yè)文獻、醫(yī)學(xué)教材,模擬醫(yī)生問診流程,采集、匯總和整理病人癥狀描述,與用戶進行反復(fù)交流和多重驗證,最終給出治療建議。
第三個發(fā)展方向是醫(yī)學(xué)影像。機器可根據(jù)病人拍攝的醫(yī)學(xué)影像資料,對病人病情進行確認診斷。
第四個發(fā)展方向是藥物研發(fā)。某公司依托智能分析技術(shù),可以在分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫中評估出820萬種候選化合物,減少了研發(fā)成本,并縮短了研發(fā)周期。
智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)鏈主要由智能硬件、診斷工具、醫(yī)聯(lián)平臺、自診平臺、健康管理、醫(yī)藥電商等環(huán)節(jié)構(gòu)成。
在智能硬件方面,醫(yī)療智能硬件主要有手環(huán)、手表、智能鞋等運動健康類監(jiān)控設(shè)備,以及血壓、血糖、腦電等病患監(jiān)測設(shè)備。
在診斷工具方面,具有代表性的是前面文章所提到的IBM公司開發(fā)的沃森(Waston)醫(yī)療平臺。
在健康管理方面,WellTok公司與IBM公司聯(lián)合打造智慧醫(yī)療平臺,以數(shù)據(jù)分析服務(wù)加強個人健康管理和改善生活習(xí)慣,還融合了醫(yī)療硬件、醫(yī)療保險、健康內(nèi)容、健康應(yīng)用等,豐富了平臺生態(tài)。AiCure公司利用手機終端為患者提供按時用藥的健康提醒服務(wù)。
未來,人工智能技術(shù)與智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的融合力度將不斷加大,同時將進一步促進智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的整合提升,催生出一批提供集智能硬件、診斷工具、醫(yī)聯(lián)平臺等于一體的智能云平臺企業(yè)。
英國BabylonHealth平臺計劃整合Deepmind公司的人工智能技術(shù),幫助患者在同醫(yī)生進行文字、電話或視頻交談前,就提前預(yù)知自身健康狀況。目前,BabylonHealth平臺上約有100名醫(yī)生,25萬用戶可通過月付或醫(yī)療保健的方式獲取服務(wù)。
關(guān)鍵詞:人工智能;中醫(yī)藥;融合發(fā)展
1引言
新一輪科學(xué)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命的深刻變革,推動社會各個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)深刻變化。人工智能是這一輪產(chǎn)業(yè)革命的重要成果,國家也將人工智能作為中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要組成。中醫(yī)作為我國的國粹之一,由于主要強調(diào)臨床經(jīng)驗,治療方式上也是因人施治,一人一方,異病同治、同病異治,存在著發(fā)展的短板。人工智能的應(yīng)用為中醫(yī)的信息化發(fā)展以及中醫(yī)研究的深入推進提供了機遇。如何用人工智能為中醫(yī)研究應(yīng)用賦能,是一個非常重要的研究課題。
2大數(shù)據(jù)為中醫(yī)智能化提供基礎(chǔ)
大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)來臨,已經(jīng)成為全世界的共識。大數(shù)據(jù)時代紛繁復(fù)雜的信息在為人們帶來挑戰(zhàn)的同時,更多的是一種機遇。中醫(yī)與互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的深度結(jié)合是國家戰(zhàn)略,也是中醫(yī)藥研究領(lǐng)域關(guān)注的重點,于進一步研究和發(fā)展中醫(yī)藥大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè),提升中醫(yī)藥國際地位,具有重要意義?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+中醫(yī)”早在幾年前就已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略,我國《中醫(yī)藥發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃綱要2016-2030》明確提出推動“互聯(lián)網(wǎng)+”中醫(yī)醫(yī)療,對“互聯(lián)網(wǎng)+”中醫(yī)醫(yī)療做了具體和全面的部署。具體而言,大數(shù)據(jù)對中醫(yī)發(fā)展的智能化推動有幾個方面。首先是中醫(yī)藥數(shù)據(jù)的挖掘使用,我國中醫(yī)博大精深,是一套深奧成體系的學(xué)術(shù)、臨床體系,中華幾千年的中醫(yī)藥發(fā)展積累了極其豐富的大數(shù)據(jù),是一座亟待開發(fā)挖掘的金礦。將這些豐富的數(shù)據(jù)進行智能化,對中醫(yī)發(fā)展的促進作用將是無與倫比的。其次,大數(shù)據(jù)結(jié)合中醫(yī)的核心理念,實現(xiàn)中醫(yī)的有序發(fā)展。中醫(yī)的臨床療效評價實質(zhì)上是中醫(yī)辨證論治與臨床結(jié)局之間的因果關(guān)聯(lián)分析,大數(shù)據(jù)理念恰恰可以反映關(guān)聯(lián)及因果關(guān)系。中醫(yī)生更多是臨床過程的記錄,在日積月累的經(jīng)驗積累和案例分析中形成獨特的臨床經(jīng)驗,將這些經(jīng)驗通過大數(shù)據(jù)建模的形式刻畫出來,將大大實現(xiàn)中醫(yī)的智能化。最后,大數(shù)據(jù)為中醫(yī)發(fā)展的現(xiàn)代化和標準化提供條件。中醫(yī)的發(fā)展需要標準體系的支撐,落點應(yīng)該在于制定標準體系,促進共享應(yīng)用,進而實現(xiàn)中醫(yī)藥大數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療等領(lǐng)域的創(chuàng)新和應(yīng)用,在更大意義上推動世界范圍內(nèi)中醫(yī)藥大數(shù)據(jù)的發(fā)展,進而促進中醫(yī)藥國際化。
3運用人工智能促進中醫(yī)研究應(yīng)用的意義
人工智能和中醫(yī)的結(jié)合,不僅可以對中醫(yī)的研究和應(yīng)用起到促進、推廣作用,也是對人工智能應(yīng)用領(lǐng)域的豐富和拓展。具體來看,人工智能對中醫(yī)研究應(yīng)用的意義有以下幾個方面。(1)有助于推動中醫(yī)的信息化發(fā)展。上文已經(jīng)提到,我國幾千年的中醫(yī)研究建立了極為龐大且秩序井然的中醫(yī)知識圖譜,但是如何通過對數(shù)據(jù)價值的挖掘,進一步促進中醫(yī)藥發(fā)展是一個重要的課題。而互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),特別是大數(shù)據(jù)時代的到來,更為中西藥的信息化提供了難得的機遇。人工智能對發(fā)掘中醫(yī)隱性知識有著得天獨厚的優(yōu)勢。當前,以大數(shù)據(jù)為支撐的人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用很多,比如醫(yī)學(xué)影像、語音識別、病人看護等。延伸到中醫(yī)研究和應(yīng)用領(lǐng)域的還不多,可以利用人工智能將大量的中醫(yī)診療數(shù)據(jù)進行深度挖掘,從而拓展中醫(yī)人工智能的市場前景。(2)有助于推動中醫(yī)傳承發(fā)展。可以說,傳統(tǒng)中醫(yī)存在傳承、推廣應(yīng)用和發(fā)展方面存在較大的痛點和難點。一般情況下,知名中醫(yī)的傳承主要是流派傳承或者人傳人的方式進行,這種傳承方式成長周期長,無法復(fù)制,規(guī)?;茝V應(yīng)用受到限制。而通過人工智能則可以有效解決以上痛點,可以將知名老中醫(yī)的診療思想、辨證邏輯和處方經(jīng)驗進行整合,形成在線的輔助學(xué)習(xí)和輔助診療系統(tǒng),帶動更多普通醫(yī)師提升診療能力,也可以幫助中醫(yī)的傳承及推廣應(yīng)用。(3)人工智能有助于推動中醫(yī)診療智能化。診療是醫(yī)學(xué)的核心環(huán)節(jié)。中醫(yī)藥的診斷流程一般分為三步,第一是望聞問切、采集信息;第二是四診參合、辨證分型;第三是君臣佐使,構(gòu)思方劑。不過,傳統(tǒng)中醫(yī)在很大程度上需要依賴醫(yī)生的個人經(jīng)驗,這意味著必然存在一定局限性。但是,利用人工智能,普通醫(yī)師可以通過第一步采集到患者信息,進而借助網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)規(guī)范化處理,后臺通過人工智能模擬名老中醫(yī)的辨證治療的方式,給出一定的方劑建議,從而使一般醫(yī)師也可以開出相對更有效的大處方。因此,也可以說,人工智能是放大中醫(yī)產(chǎn)能的重要工具,是中醫(yī)智能化發(fā)展的重要抓手。
4人工智能推動中醫(yī)研究中智能化的建議
(1)加大人工智能診療的結(jié)合力度。人工智能是輔助中醫(yī)研究應(yīng)用的重要工具,在產(chǎn)能放大化、中醫(yī)推廣方面前景廣闊。要加大中醫(yī)和人工智能的結(jié)合力度,針對中醫(yī)藥發(fā)展的特點,找準人工智能結(jié)合的切入點,研發(fā)設(shè)計更多在中醫(yī)掛號、診療、遠程診治、后期跟蹤等方面的人工智能成果,將二者實現(xiàn)更進一步的融合。(2)更好集散用好大數(shù)據(jù)信息。大數(shù)據(jù)是促進中醫(yī)人工智能化的基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。要加大對關(guān)于中醫(yī)方面大數(shù)據(jù)的收集、分析和挖掘使用,并制定中醫(yī)診療標準和體系,將數(shù)千年的中醫(yī)經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為集中醫(yī)診斷、服務(wù),健康信息采集、健康評價、健康指導(dǎo)、健康提醒功能為一體的信息系統(tǒng),形成多元化診療數(shù)據(jù),為更好服務(wù)患者、推動中醫(yī)走向現(xiàn)代化、國際化提供支撐。
在業(yè)內(nèi)人士看來,人工智能不是一項單一的科技產(chǎn)業(yè),而是將其他行業(yè)進行融合的工具,例如將機器人和保姆結(jié)合產(chǎn)生的“看家機器人”,將導(dǎo)航和汽車結(jié)合產(chǎn)生的“車聯(lián)網(wǎng)”等。在人工智能技術(shù)逐步成熟的當下,誰率先在應(yīng)用上實現(xiàn)突破,誰就有可能在智能時代的競爭中占據(jù)優(yōu)勢,“人工智能”有望成為可觸摸的新增長點之一。
發(fā)展迅猛
身體不舒服,想要打開手機淘寶問問醫(yī)生,但是怎么樣才能從幾千個在線等待咨詢的醫(yī)生中間找到最匹配的那一個?
阿里健康已經(jīng)開發(fā)并在手機淘寶上線了健康小蜜――醫(yī)藥健康智能問答引擎。這個類似于智能問答機器人的引擎,可以回答普通用戶的一般性醫(yī)藥健康問題,然后根據(jù)用戶的需求進行選擇,將用戶自動匹配給相應(yīng)的醫(yī)生或者藥師。
事上,目前,從醫(yī)療健康的監(jiān)測診斷、智能醫(yī)療設(shè)備,到教育領(lǐng)域的智能評測、個性化輔導(dǎo)、兒童陪伴,從電商零售領(lǐng)域的倉儲物流、智能導(dǎo)購和客服,到應(yīng)用在智能汽車的自駕技術(shù),都能看到人工智能的身影。
人工智能等技術(shù)是助推自動駕駛發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。例如,人工智能在幫助汽車解讀傳感器數(shù)據(jù)時起決策作用,通過閱讀駕駛者的駕駛行為和表情,能及時提醒駕駛員在疲勞駕駛時切換至自動駕駛模式。
“人工智能”一詞,通常被認為是1955年8月31日在達特茅斯(美國一所院校)會議上誕生的,61年來,人工智能的研究和實踐一直處于不斷增長的趨勢。當今,人工智能技術(shù)的突破帶來了席卷全球的技術(shù)革命風暴,創(chuàng)造出了一個無比廣闊的市場,中國的很多公司在這股大潮中抓住機遇,表現(xiàn)亮眼。有觀察者認為,中國的人工智能已成為一張令世界矚目的閃亮名片。
過去的一年里,長虹、TCL、創(chuàng)維等中國家電企業(yè)都紛紛人工智能家電產(chǎn)品,希望借助人工智能打破家電行業(yè)的銷售難題。
不久前,搜狗公司2016全年財報,搜狗借助人工智能技術(shù)實現(xiàn)了較大的業(yè)績增長。未來會把人工智能應(yīng)用到更多的產(chǎn)品中,讓用戶表達和獲取信息更簡單,讓人工智能真正惠及人類。
全球人工智能研發(fā)的腳步正在加快,中國也不甘示弱。近年來,百度先后成立了大數(shù)據(jù)實驗室、深度學(xué)習(xí)實驗室和硅谷人工智能實驗室,并通過架構(gòu)調(diào)整全面發(fā)力人工智能。2016年百度世界大會上,“百度大腦”推出,該項目將對語音、圖像、自然語言處理和用戶畫像、無人駕駛等領(lǐng)域進行重點關(guān)注和研發(fā)。
在騰訊,人工智能研究項目包括WHAT LAB(微信-香港科技大學(xué)人工智能聯(lián)合實驗室)、優(yōu)圖實驗室、微信模式識別中心、智能計算與搜索實驗室等多個部門。
人工智能猶如新的科技革命,為長期低迷的世界經(jīng)濟注入新的活力。去年諸多關(guān)鍵技術(shù)突飛猛進,無疑是人工智能發(fā)展史上濃墨重彩的一年。誕生半個多世紀以來,它終于走到了從科技研發(fā)到行業(yè)應(yīng)用的臨界點,蓄勢待發(fā)。
為發(fā)展更新“發(fā)動機”
人工智能技術(shù)的重大突破必將帶來新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命,對人類生活的方方面面將產(chǎn)生深遠的影響。大力發(fā)展人工智能技術(shù)是中國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級的重要動力。
眾多研究表明,人工智能是對傳統(tǒng)行業(yè)商業(yè)模式、產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈的全面顛覆,將為全球經(jīng)濟、社會生活的方方面面帶來質(zhì)的變化。
發(fā)展人工智能的最大意義在于為現(xiàn)代化發(fā)展更換“發(fā)動機”。咨詢公司埃森哲研究了美國、芬蘭、英國等12個發(fā)達國家并作出預(yù)測,到2035年,人工智能將幫助這些國家的生產(chǎn)率提高40%左右。
對于中國而言,人工智能帶來的好處將是多方面的。就經(jīng)濟來說,借助人工智能新技術(shù)實現(xiàn)自動化,將極大提高生產(chǎn)率,節(jié)省勞動成本;優(yōu)化行業(yè)的現(xiàn)有產(chǎn)品和服務(wù),提升其質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率;通過創(chuàng)造新市場、新就業(yè)等,將促進市場更加繁榮,開拓更廣闊的市場空間。
而在產(chǎn)業(yè)升級方面,中國的傳統(tǒng)制造業(yè)大而不強的問題亟待克服,人工智能恰恰為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供了便利和動力,一是這些企業(yè)擁有行業(yè)海量的數(shù)據(jù)和大量資金;二是在生產(chǎn)力水平急需提升、傳統(tǒng)人口紅利逐漸消失的情況下,傳統(tǒng)企業(yè)有迫切的意愿來改造升級自己的工廠、業(yè)務(wù),提高收益,降低企業(yè)成本。因此,制造業(yè)既是人工智能可以大有作為的領(lǐng)域,也是中國發(fā)展人工智能的優(yōu)勢領(lǐng)域。
《全球人工智能發(fā)展報告2016》顯示,中國人工智能專利申請數(shù)累計達到15745項,列世界第二;人工智能領(lǐng)域投資達146筆,列世界第三。
據(jù)艾瑞咨詢預(yù)計,2020年全球人工智能市場規(guī)模將達到1190億元,年復(fù)合增速約19.7%;同期中國人工智能市場規(guī)模將達91億元,年復(fù)合增速超50%。人工智能發(fā)展前景極為廣闊。
就制造業(yè)而言,“中國制造2025”計劃的實現(xiàn)就需要很多人工智能。比如過去在技術(shù)上難以克服的問題,就可以通過深度學(xué)習(xí),在工程上快速地取得一些新的突破。人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,對于有效實現(xiàn)“中國制造2025”目標至關(guān)重要。
面向未來長遠布局
在人工智能這場科技浪潮中,中國與其他國家已經(jīng)站在了同一起跑線上。針對未來產(chǎn)業(yè)競爭,中國政府已在多個方面對人工智能產(chǎn)業(yè)做出布局,“人工智能+”的發(fā)展,需要面向未來,做出長遠布局。
未來5到10年,人工智能將像水和電一樣無所不在,可以進入到教育、醫(yī)療、金融、交通、智慧城市等幾乎所有行業(yè)。
目前,在駕駛領(lǐng)域,通過依靠人工智能、視覺計算、雷達、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作,電腦可以在無人主動操作下,自動進行操作;在個人助理領(lǐng)域,通過智能語音識別、自然語言處理和大數(shù)據(jù)搜索、深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),可以實現(xiàn)人機交互;在金融領(lǐng)域,通過分析、預(yù)測、辨別交易數(shù)據(jù)、價格走勢等信息,人工智能可以為客戶提供投資理財、股權(quán)投資等服務(wù);在電商零售領(lǐng)域,主要是利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù),智能的管理倉儲與物流、導(dǎo)購等方面,用以節(jié)省倉儲物流成本、提高購物效率、簡化購物程序。此外,在安防、教育、醫(yī)療健康等眾多領(lǐng)域,人工智能都有著廣泛的用途。
(訊)發(fā)展目標明確,到2020年產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過1000億元。此次《實施意見》為上海市人工智能發(fā)展提出了明確目標。到2020年,人工智能對上海市創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級和社會精細化治理的引領(lǐng)帶動效能顯著提升,基本建成國家人工智能發(fā)展高地,局部領(lǐng)域達到全球先進水平。具體來看,到2020年要打造6個左右人工智能創(chuàng)新示范區(qū)域,形成60個左右人工智能深度應(yīng)用場景,建設(shè)100個以上人工智能應(yīng)用示范項目,建設(shè)10個左右人工智能創(chuàng)新平臺,培育10家左右人工智能創(chuàng)新標桿企業(yè),人工智能重點產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過1000億元。到2030年,人工智能總體發(fā)展水平進入國際先進行列,初步建成具有全球影響力的人工智能發(fā)展高地。我們認為,上海市在產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、科研基礎(chǔ)、信息化程度、數(shù)據(jù)豐富程度、應(yīng)用場景等方面在國內(nèi)具有領(lǐng)先地位,具有發(fā)展人工智能的先天優(yōu)勢。大城市在城市管理、公共服務(wù)、交通、醫(yī)療、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級等領(lǐng)域存在的現(xiàn)有問題也有望通過人工智能技術(shù)而得以緩解,這進一步加強了上海這樣的大型城市對于人工智能的需求。此前廣州市的《建設(shè)“中國制造2025”試點示范城市實施方案》也將人工智能、新一代信息技術(shù)作為重點聚焦產(chǎn)業(yè)。政府的大力支持將推動人工智能在前沿技術(shù)、應(yīng)用落地、產(chǎn)業(yè)集群、創(chuàng)新生態(tài)等方面的快速發(fā)展。
政務(wù)數(shù)據(jù)開放有望加快,AI產(chǎn)業(yè)基金成立可期。大數(shù)據(jù)是人工智能的基石。在政務(wù)數(shù)據(jù)開放共享上,上海市政府也將加大開放力度。目前上海已經(jīng)形成最大的數(shù)據(jù)開放清單,有1500多項數(shù)據(jù)開放,下一步還將建立公共數(shù)據(jù)分級分類開放制度,出臺相關(guān)的政務(wù)數(shù)據(jù)申請公開使用的細則,建立公共數(shù)據(jù)開放的應(yīng)急工作機制,推進數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)利用、安全保護形成標準和規(guī)范。目前,上海已編制政務(wù)數(shù)據(jù)資源共享目錄1.7萬多條,有26萬個數(shù)據(jù)項,年底前將啟動建設(shè)全市政務(wù)信息交換共享平臺。上海市政府下一步將建立跟企業(yè)合作的開放性行業(yè)大數(shù)據(jù)訓(xùn)練庫,建設(shè)人工智能應(yīng)用多場景驗證環(huán)境。在資金扶持層面,市政府將加強財政資金扶持力度,引導(dǎo)企業(yè)和社會資本投入。目前,上海正在開展第一批人工智能產(chǎn)業(yè)基金和人工智能創(chuàng)新項目的組織遴選。在市場支持層面,將推動各級政府部門率先運用人工智能提升業(yè)務(wù)效率和管理服務(wù)水平,支持人工智能創(chuàng)新產(chǎn)品開拓市場應(yīng)用。我們認為,人工智能的發(fā)展離不開政府,除了數(shù)據(jù)開放、資金扶持等實質(zhì)性支持外,政府在社會資源引導(dǎo)、產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)、應(yīng)用場景開拓等方面會對整個行業(yè)帶來幫助。
投資評級:我們認為,人工智能賦能是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大趨勢。遠期來看,人工智能與各行各業(yè)的融合有望帶來新一輪產(chǎn)業(yè)變革。近期來看,圖像識別、語音識別等人工智能技術(shù)在安防、金融、交通、零售、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用呈現(xiàn)快速增長趨勢。我們看好人工智能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,具體包括上游的人工智能芯片、智能傳感器,中游的人工智能算法、人工智能軟件以及下游的行業(yè)應(yīng)用。對于計算機行業(yè),我們維持行業(yè)“看好”評級。(來源:信達證券 文/邊鐵城 編選:中國電子商務(wù)研究中心)
【關(guān)鍵詞】計算機;人工智能技術(shù);應(yīng)用
1引言
人工智能技術(shù)已經(jīng)成為目前最受社會關(guān)注的新興科技之一,隨著該技術(shù)在各行業(yè)和領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷深入,人們的工作和生活方式不斷向智能化方向發(fā)展,工作和學(xué)習(xí)效率都得到了質(zhì)的飛躍,未來,人工智能技術(shù)也必然會獲得更加廣闊的發(fā)展前景。
2人工智能技術(shù)概述
人工智能是計算機科學(xué)的一個分支,這門學(xué)科的主要目標是了解人類智能的本質(zhì),并通過將人類智能轉(zhuǎn)移到智能機器中,使智能機器能在不同應(yīng)用場景下做出類人思維的反應(yīng)。人工智能是一項綜合了多項高新科技的綜合性學(xué)科,包含5項核心技術(shù),分別是計算機視覺、機器學(xué)習(xí)、自然語言處理、機器人技術(shù)和生物識別技術(shù)。其中,機器學(xué)習(xí)是實現(xiàn)計算機人工智能技術(shù)的核心技術(shù),該技術(shù)使智能機器在算法復(fù)雜度理論、凸分析、統(tǒng)計學(xué)等學(xué)科的支持下,能自主模擬人類行為。目前已經(jīng)發(fā)表的機器學(xué)習(xí)策略主要包括模擬人腦的機器學(xué)習(xí)和采用數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法2種策略。其中模擬人腦的機器學(xué)習(xí)策略又可細分為符號學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí),符號學(xué)習(xí)是以認知心理原理為基礎(chǔ),在機器中輸入符號數(shù)據(jù),用推理過程在圖或狀態(tài)空間中搜索并進行符號的運算,對概念性和規(guī)則性知識的學(xué)習(xí)能力較為突出,如示例學(xué)習(xí)、記憶學(xué)習(xí)、演繹學(xué)習(xí)等;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)是從微觀生理角度對人腦活動進行模擬,利用函數(shù)結(jié)構(gòu)模型代替人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),以函數(shù)結(jié)構(gòu)進行數(shù)據(jù)運算,并在數(shù)據(jù)迭代過程中在系數(shù)向量空間中搜索,對函數(shù)型問題具有較好的學(xué)習(xí)能力,如拓撲結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)、修正學(xué)習(xí)等。采用數(shù)學(xué)方法的機器學(xué)習(xí)主要是利用統(tǒng)計機器,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,擬定超參數(shù),輸入樣本數(shù)據(jù)后根據(jù)不同的運算策略對模型進行訓(xùn)練,最后根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果進行結(jié)果預(yù)測。
3人工智能技術(shù)的發(fā)展歷程
3.1人工智能技術(shù)的興起
雖然新興技術(shù)的興起獲得了廣泛的關(guān)注,但由于人工智能技術(shù)涵蓋的學(xué)科和技術(shù)范圍過大,興起階段的該技術(shù)的理論知識、產(chǎn)品應(yīng)用、發(fā)展應(yīng)用等均存在明顯缺陷。除此之外,計算機技術(shù)在當時也并不成熟,當時的計算機編程和計算水平較為落后,很多超前的想法以當時的技術(shù)水平來說實現(xiàn)較為困難。在多種因素的影響下,人工智能技術(shù)在興起階段并未得到快速發(fā)展。
3.2人工智能技術(shù)的高速發(fā)展
人工智能技術(shù)這一概念在提出后近20年的時期中其發(fā)展始終處于停滯狀態(tài),直至20世紀70年代,該領(lǐng)域的專家研發(fā)出全新的人工智能專家系統(tǒng)DENDRAL,該系統(tǒng)的誕生帶動人工智能技術(shù)邁向新的發(fā)展階段,并且在這之后進入高速發(fā)展時期。日本始終重視本國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,并且在20世紀80年代提出“科技立國”的政策,此后很長一段時間,日本依托此國策使經(jīng)濟得到迅速恢復(fù)和發(fā)展。在1982年,日本國內(nèi)對第五代計算機的研究以失敗告終,但此次研究中提出了新的計算機算法和邏輯程序語言Prolog,Prolog在處理自然語言過程中具有比LISP語言更好的應(yīng)用效果,這一創(chuàng)新進一步促進了人工智能技術(shù)的發(fā)展。人工智能技術(shù)的發(fā)展建立在多項先進學(xué)科共同發(fā)展的基礎(chǔ)上,與其他技術(shù)相比,人工智能技術(shù)在處理數(shù)據(jù)、整合資源方面具有更大優(yōu)勢。
3.3人工智能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
3.3.1專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)指的是一種智能計算機程序系統(tǒng),是人工智能技術(shù)應(yīng)用最為廣泛也最為重要的領(lǐng)域之一,系統(tǒng)中涵蓋大量某領(lǐng)域?qū)<宜降闹R與經(jīng)驗,通過應(yīng)用人類在該領(lǐng)域中的專家級別知識來為用戶解決在該領(lǐng)域中遇到的問題。專家系統(tǒng)有效地將人類智能延伸到專業(yè)領(lǐng)域中,實現(xiàn)了理論研究向?qū)嶋H應(yīng)用方向過渡的目標,大幅提高了人類對專業(yè)問題的處理效率,并且專家系統(tǒng)依托復(fù)雜的算法能對專業(yè)問題未來發(fā)展的可能性進行更全面的計算,工作效率甚至?xí)热祟悓<腋咝?、更準確。隨著對專家系統(tǒng)研究的不斷深入,目前很多專家系統(tǒng)都能依據(jù)對人類行為的模擬在不同的應(yīng)用場景中作出智能化的反應(yīng)和判斷,并且能夠利用知識庫,深入挖掘復(fù)雜問題的內(nèi)在聯(lián)系。專家系統(tǒng)已經(jīng)在多個領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用,幫助企業(yè)更客觀地摸索市場規(guī)律,從而作出正確的生產(chǎn)決策、調(diào)度規(guī)劃、資源配置計劃等,大幅提高了企業(yè)經(jīng)營的科學(xué)性,使企業(yè)能在節(jié)省生產(chǎn)成本的同時,獲得更好的經(jīng)濟效益。
3.3.2模式識別
模式識別是利用計算機技術(shù)將識別對象按一定特征歸類為不同類別,目前人工智能技術(shù)在模式識別中的主要研究方向包括語音語言信息處理、計算機視覺、腦網(wǎng)絡(luò)組等,希望通過人工智能技術(shù)實現(xiàn)對復(fù)雜信息的識別和處理,這一應(yīng)用能促進多個行業(yè)向智能化方向發(fā)展,如軍事領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域等。
3.3.3機器人學(xué)
機器人學(xué)的主要研究方向是機器人的設(shè)計、制造和應(yīng)用,隨著人工智能技術(shù)的成熟與應(yīng)用,機器人的智能水平不斷提高,并且在不同行業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍,日常生活中常見的機器人包括掃地機器人、迎賓機器人、快遞機器人、早教機器人、無人機等,人們可以利用可移動設(shè)備對其進行操作,極大程度地提高了人們生活的智能性和便捷性。
3.3.4機器學(xué)習(xí)
機器設(shè)備并不具備自主思考能力,在不同應(yīng)用場景下的反應(yīng)主要是依托計算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和算法對人類思維模式進行模擬,并將人類行為進行充分消化以使自身性能得到優(yōu)化,能對不同問題進行處理。機器學(xué)習(xí)是一項涵蓋多個學(xué)科且復(fù)雜程度很高的科學(xué),包含統(tǒng)計學(xué)、概率學(xué)、算法復(fù)雜度理論等,是人工智能的核心技術(shù),也是推動計算機向智能化方向發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。
3.3.5人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人工智能技術(shù)自進入高速發(fā)展時期后廣泛研究的重點內(nèi)容。利用計算機算法將人腦神經(jīng)元進行簡單化、抽象化、模式化,并構(gòu)建成與人腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)相似的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟與發(fā)展為專家系統(tǒng)、模式識別、機器人學(xué)、生物、經(jīng)濟等多個學(xué)科的發(fā)展提供了技術(shù)支持,解決了很多人工智能技術(shù)發(fā)展中的實際難題。
4人工智能技術(shù)的應(yīng)用
4.1人工智能技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用
4.1.1計算機網(wǎng)絡(luò)安全管理
人工智能技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)互相依存、互相促進、共同發(fā)展,在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多個方面都有深入的應(yīng)用。其中,在網(wǎng)絡(luò)安全管理方面主要有如下應(yīng)用:①智能防火墻技術(shù)。防火墻技術(shù)隨著計算機的普迅速發(fā)展,應(yīng)用人工智能技術(shù)的防火墻技術(shù)比傳統(tǒng)防火墻技術(shù)的性能更加優(yōu)異。智能防火墻技術(shù)具有智能記憶功能,能自動記錄并儲存歷史處理病毒的記錄,在后續(xù)應(yīng)用過程中依據(jù)記錄直接優(yōu)化計算機匹配環(huán)節(jié),減少計算機數(shù)據(jù)量,提高防火墻的隔離病毒能力。另外,智能防火墻還能結(jié)合用戶的需求,對用戶不需要的彈窗功能、訪問權(quán)限、有害信息等進行智能化攔截。②計算機入侵檢測。防火墻的主要功能就是為計算機設(shè)備創(chuàng)造安全的運行環(huán)境,保證系統(tǒng)和內(nèi)部數(shù)據(jù)不被侵害。計算機入侵檢測功能是保障防火墻正常工作的基礎(chǔ)功能模塊,對提高計算機數(shù)據(jù)的安全性和可靠性具有直接的影響。應(yīng)用人工智能技術(shù)的入侵檢測功能,能對計算機系統(tǒng)進行智能化分析和處理,根據(jù)預(yù)定算法將處理數(shù)據(jù)整理成為入侵檢測報告,讓用戶能全面地掌握計算機設(shè)備的安全狀態(tài)。③垃圾郵件智能化處理。該技術(shù)依托人工智能技術(shù)中的模式識別功能,對接收郵件進行掃描和歸類,發(fā)現(xiàn)垃圾郵件后直接將其標注為垃圾郵件,為用戶發(fā)出風險警告,避免用戶因誤操對計算機系統(tǒng)造成損害。
4.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)管理
人工智能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用促進計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向智能化方向發(fā)展。在實際應(yīng)用中,除計算機網(wǎng)絡(luò)安全管理模塊外,還能解決多種網(wǎng)絡(luò)管理問題。隨著計算機技術(shù)的普及,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)呈爆炸式增長,網(wǎng)絡(luò)管理工作量和工作難度都達到了空前高度,通過應(yīng)用人工智能技術(shù),能大幅提高計算機網(wǎng)絡(luò)管理效率,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)管理效能。
4.2人工智能技術(shù)在企業(yè)管理中的應(yīng)用
企業(yè)是市場經(jīng)濟活動的主要參與主體,是維持市場經(jīng)濟穩(wěn)定運行和發(fā)展的關(guān)鍵要素,在企業(yè)生產(chǎn)活動中科學(xué)地應(yīng)用人工智能技術(shù),能有效提高企業(yè)的生產(chǎn)能力,促進企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟效益和社會效益。具體應(yīng)用渠道如機械自動化、智能監(jiān)控、推薦系統(tǒng)、用戶購物行為分析、零售分析、數(shù)據(jù)提取、文本歸類、文章摘要等,從員工工作的細微之處實現(xiàn)工作效率上的提升,進而提升企業(yè)整體的運行效率。對工業(yè)行業(yè)來說,應(yīng)用機械自動化技術(shù)還能有效降低傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中對人工的依賴性,大幅提高工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)能力,在行業(yè)發(fā)展的過程中起到了非常積極的促進作用。
4.3人工智能技術(shù)在航空航天技術(shù)中的應(yīng)用
航空航天技術(shù)是目前人類最高科技的集合體,涵蓋眾多學(xué)科,如信息技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、生物技術(shù)、天文學(xué)、生命科學(xué)等,對提高國家的國防力量、提高國家的國際地位、促進國家經(jīng)濟增長都具有非常重要的意義。航天器設(shè)計是航空航天領(lǐng)域中的關(guān)鍵工作之一,而遠程控制又是航空航天技術(shù)長久發(fā)展以來研究的重點,因我國對該技術(shù)的研發(fā)起步較晚,我國對航空航天技術(shù)的研發(fā)存在重重困難,但經(jīng)過國家和科技工作者的不懈努力,目前我國航空航天技術(shù)已處于世界先進水平。將人工智能技術(shù)應(yīng)用于航天遠程控制中,利用智能系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行自動采集、處理和儲存,如通過采集航天器的軌道信息,并以此分析航天器的運行狀態(tài),根據(jù)分析結(jié)果制定運行決策,對提高航天器的運行安全性和運行質(zhì)量都是非常重要的舉措,推動國家航空航天事業(yè)獲得進一步發(fā)展。
4.4人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用
目前,人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛,使醫(yī)護人員的工作內(nèi)容不斷得到優(yōu)化,提高工作效率,還有效提高了國家醫(yī)療水平。具體應(yīng)用包括以下幾項內(nèi)容:①在電子病歷中的應(yīng)用。傳統(tǒng)就醫(yī)診斷環(huán)節(jié),醫(yī)生都需要以手寫方式記錄病患病例,并根據(jù)病例詳細列出治療方案,工作量大,且效率較低,病例保存便捷性較差。通過應(yīng)用電子病例,不僅能大幅減少病例記錄的工作量,還能在醫(yī)療系統(tǒng)中直接勾選治療所需藥品,完成病例及用藥的勾選后打印即可,既能大幅提高工作效率,還能將病例在計算機中進行儲存,且現(xiàn)階段病例文件的儲存格式不再局限于文字,語音和圖像也可被添加到病例中,提高醫(yī)療診斷的準確性。②在健康管理中的應(yīng)用。在現(xiàn)代醫(yī)療中應(yīng)用人工智能技術(shù),對病患的病情進行智能化分析,能使醫(yī)生對疑難病癥的分析更加全面準確,制定針對性更強的醫(yī)療方案,提高醫(yī)療水平,為改善患者的健康狀況提供輔助。
5結(jié)語
綜上所述,計算機人工智能技術(shù)的應(yīng)用,對社會各行業(yè)都產(chǎn)生了不同程度的影響,人們的工作和生活方式得到優(yōu)化和改變,國家科技水平也不斷提升。加強對計算機人工智能技術(shù)的研究,推動人工智能技術(shù)在各個行業(yè)中的應(yīng)用,讓人們能切身感受到科技為生活帶來的改變,對促進人類社會的發(fā)展具有非常重要的意義。
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智能醫(yī)療的興起
人機大戰(zhàn)1∶4的比分讓相當多的人感到失望和悲觀,還有人感到了恐懼,認為人工智能戰(zhàn)勝人和主宰人類社會的時代已經(jīng)開啟。
然而,即便“阿爾法圍棋”最終以5∶0的大比分大勝李世石,也不意味著人工智能主宰世界和人類被奴役時代的到來,理由也并非只是“阿爾法圍棋”是人類設(shè)計出來的,而是因為,“阿爾法圍棋”其實開啟了人類利用人工智能的新時代,準確地說,是拓寬了讓人工智能為人類干活的新天地,并有可能深入而廣泛地讓人類文明迅速發(fā)展。
“阿爾法圍棋”是靠深度學(xué)習(xí)、蒙特卡洛樹搜索算法和自我進化三招戰(zhàn)勝人類棋手的,這三大功能也是人類駕馭人工智能為人類服務(wù)的途徑。由于人工智能能夠自我學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)能力會越來越強,而且搜集和貯存的數(shù)據(jù)會越來越多,將會在更多的方面成為人的助手或替代人的工作。例如,除了替代一些體力勞動以及低級崗位外,會學(xué)習(xí)的人工智能還會接手一些需要創(chuàng)造性、技術(shù)性和復(fù)雜運算的工作。此外,在各個領(lǐng)域的新產(chǎn)品的研發(fā)、預(yù)測分析、推廣等方面,人工智能也能產(chǎn)生巨大的作用,創(chuàng)造不可估量的效益。
設(shè)計“阿爾法圍棋”的深度思想公司(Deep Mind)的CEO杰米斯?哈薩比斯提出了人工智能的通用性,即通用人工智能,這種智能與人類專家協(xié)作可以解決和處理更多需要智慧才能解決的問題,如診治疾病,處理氣候變化、能源、基因組學(xué)、宏觀經(jīng)濟學(xué)、金融系統(tǒng)、物理等方面的幾乎所有問題。哈薩比斯稱,人類想要掌握的學(xué)科越來越復(fù)雜,即使是最聰明的人,窮其一生也難以掌握其中一個領(lǐng)域。如果將“阿爾法圍棋”看成一個能夠自動將非結(jié)構(gòu)化信息轉(zhuǎn)化為可用知識的過程,那么通過篩選泛濫的數(shù)據(jù)得出合理的觀點就指日可待。研究人員正在努力研究的是一種可以解決任何問題的人工智能超級解決方案。
具體而言,如果“阿爾法圍棋”的自我學(xué)習(xí)能力、大數(shù)據(jù)存儲和分析功能應(yīng)用到醫(yī)藥領(lǐng)域,將誕生一種新的醫(yī)療和醫(yī)藥模式,即智能醫(yī)療(有人稱智慧醫(yī)療,但由于智慧似乎為人類所特有,以人工智能為基礎(chǔ)的新型醫(yī)療稱智能醫(yī)療更好)。
智能醫(yī)療是指通過打造健康檔案區(qū)域醫(yī)療信息平臺,利用最先進的計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實現(xiàn)患者與醫(yī)務(wù)人員、基礎(chǔ)研究(醫(yī)學(xué)和藥物研究)與臨床治療、醫(yī)療機構(gòu)、醫(yī)療設(shè)備之間的互動,逐步達到信息化防治疾病和健身強體的目標。
例如,通過無線網(wǎng)絡(luò),使用掌上電腦便捷地聯(lián)通各種診療儀器,醫(yī)務(wù)人員能隨時掌握每個病人的病案信息和最新診療報告,隨時隨地快速制定診療方案;在醫(yī)院任何一個地方,醫(yī)護人員都可以登錄距自己最近的系統(tǒng)查詢醫(yī)學(xué)影像資料和醫(yī)囑;患者的轉(zhuǎn)診信息及病歷可以在任意一家醫(yī)院通過醫(yī)療聯(lián)網(wǎng)方式調(diào)閱;任何科學(xué)研究,包括醫(yī)學(xué)和與醫(yī)學(xué)相關(guān)的物理、化學(xué)等領(lǐng)域的研究最新成果能在互聯(lián)網(wǎng)上及時公布等,讓診斷、治病和用藥以及公眾的保健得到最有效、最迅速、最適宜、最廉價和最科學(xué)的處理。
智能醫(yī)療的具體表現(xiàn)
以“阿爾法圍棋”為例,可以知道什么是智能醫(yī)療。
研發(fā)出“阿爾法圍棋”的深度思想公司并非只是專注于讓“阿爾法圍棋”與人類棋手過招,而是注重把人工智能通過學(xué)習(xí)解決實際問題的能力貫穿應(yīng)用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。2016年2月深度思想公司就已經(jīng)了在醫(yī)護領(lǐng)域使用的深度學(xué)習(xí)程序――深度思想健康(Deep Mind Health)。這是一款手機應(yīng)用程序(APP),包括“識別風險病人”(Stream)和“早期臨床護理管理”(Hark)兩個模塊。
這種手機應(yīng)用程序當然也是一種人工智能,它們需要學(xué)習(xí)和幫助醫(yī)護人員監(jiān)護一些表面上不嚴重但實際很危險的病人,或者一些急性發(fā)病者。例如,深度思想健康的“識別風險病人程序”可以及時發(fā)現(xiàn)急性腎衰竭高風險病人,以便讓醫(yī)生及時治療并改善對病人的護理。這個程序是通過檢讀血液檢查報告,以辨別哪些病人存在風險。結(jié)果表明,有25%的急性腎衰竭死亡可以通過這個程序避免?!霸缙谂R床護理管理程序”則能幫助醫(yī)生制定治療方案和采取行動。使用該項程序能避免38%的患者病情惡化。
當然,這些只是人工智能開發(fā)和應(yīng)用的冰山一角。實際上,在醫(yī)藥領(lǐng)域利用計算機技術(shù)和人工智能最早和進展較大的是藥物的研發(fā)與監(jiān)控。計算機和人工智能對于藥物的研發(fā)在很多方面都起到了作用,如研發(fā)新藥、老藥新用、藥物篩選、預(yù)測藥物副作用、藥物跟蹤研究等。這實際上已經(jīng)產(chǎn)生了一門新學(xué)科,即藥物臨床研究的計算機仿真(CTS)。
一種新藥的開發(fā)一般估計需要15年時間,耗資10億美元,但最近的估計是可能耗資40億~120億美元,還不能保證成功。因為,除了要求新藥要有療效外,還需要安全性的保障。如何監(jiān)控和預(yù)測藥物的副作用或不良反應(yīng)就成為研發(fā)一種新藥或老藥新用的重要保證。
對于傳統(tǒng)的藥物研發(fā)來說,一種藥物必須經(jīng)過動物試驗和人體的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期臨床試驗。而且,即便Ⅲ期試驗后批準上市,還有Ⅳ期臨床研究,即新藥上市后進行的臨床研究,而且一類新藥要求進行2000個病例的IV期試驗。這也是造成藥物研發(fā)周期長、費用高的重要原因。
但是,在今天有了計算機程序,特別是以“阿爾法圍棋”為代表的能自我學(xué)習(xí)的計算機程序(軟件),就為人們提供了一個檢測藥物的人工智能安全專家。首先是在新藥篩選時可以獲得安全性較高的幾種備選物質(zhì)。當很多個甚至成千上萬個化合物都對治療肝癌顯示出某種療效,但又對它們的安全性難以判斷時,便可以利用“阿爾法圍棋”的策略網(wǎng)絡(luò)和評價網(wǎng)絡(luò),以及蒙特卡洛樹搜索算法來挑選最具有安全性的化合物,成為新藥的最佳備選者。
同樣,對于尚未進入動物和人體試驗階段的藥物,也可以利用類似“阿爾法圍棋”這樣的人工智能來檢測新藥的安全性。因為,每一種藥物作用的靶向蛋白和受體都并不專一,如果作用于非靶向受體和蛋白就會引起副作用。類似“阿爾法圍棋”的程序可以通過對既有的數(shù)千種已知藥物的副作用進行篩選搜索,以判定一種藥物是否會有副作用,或副作用的大與小以及最小,由此選擇那些副作用概率最小和實際產(chǎn)生副作用最小的藥物進入動物和人體試驗,就會大大增加成功的概率,節(jié)約時間和成本。當然,利用“阿爾法圍棋”等程序還可模擬和檢測藥物進入人體內(nèi)的吸收、分布、代謝和排泄、給藥劑量-濃度-效應(yīng)之間的關(guān)系等情況,讓藥物研發(fā)進入快車道。
大數(shù)據(jù)和信息共享
大數(shù)據(jù)和信息共享同樣是智能醫(yī)療的核心。信息共享成為智能醫(yī)療的重要性在于,全球的科研人員只有科研共享,才能對各種危害人們健康的疾病和頑癥,如艾滋病、癌癥等進行有效的治療,挽救人們的生命。這一點在突發(fā)公共衛(wèi)生事件,尤其是暴發(fā)危害人們生命的疾病時,具有重大的作用,例如最近在南美爆發(fā)的寨卡病。
由于醫(yī)護人員對寨卡病的發(fā)病機理、傳播途徑和危害胎兒和孕婦的機理并不清楚,對待這種疾病既無有效的藥物,也沒有疫苗,因此需要更多更新的研究結(jié)果來指導(dǎo)防治疾病,而對于最新研究信息的共享,則有助于指導(dǎo)全球醫(yī)務(wù)人員和公共衛(wèi)生專業(yè)人員,并通過醫(yī)護人員向公眾提供科學(xué)的防治方法。
正是在寨卡病的防治上,信息共享得以突破?,F(xiàn)在,美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校病毒學(xué)家康納研究團隊用寨卡病毒感染猴子進行試驗,并在網(wǎng)上公開了首批數(shù)據(jù)。這一行為改變了過去研究人員只是在學(xué)術(shù)期刊發(fā)表研究結(jié)果和數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)做法。美國研究人員在網(wǎng)上的是2016年2月15日他們將寨卡病毒注射進3只印度恒河猴體內(nèi)獲得的血液、唾液和尿中所檢測到的病毒數(shù)量的原始數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)能讓每個人都看到,并且每天都會更新研究結(jié)果。
此次康納等人首先在網(wǎng)上公布動物試驗的數(shù)據(jù)意味著,生物醫(yī)學(xué)已經(jīng)正式踏入智能醫(yī)療門檻。與此同時,中國研究人員也借寨卡的防治和研究而跨入智能醫(yī)療和大科技的門檻。中國疾控中心與江西省疾控中心、浙江省疾控中心、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院等單位合作,分別對寨卡病毒感染病例血液和尿液標本中的寨卡病毒基因組進行了全面解析,獲得病毒全基因組序列,并到網(wǎng)上。
這種科研的資源共享顯然為人們認識寨卡病的病理、研制藥物和疫苗奠定了基礎(chǔ)。而且,基于對不同來源的寨卡病毒特點的認識,將進行針對性的藥物和疫苗研發(fā)。例如,中國疾控中心和江西省疾控中心合作測序的寨卡病毒基因組有10676個堿基,與目前在美洲的流行病毒株具有高度同源性。但是,浙江省疾控中心測序的寨卡病毒核酸序列與太平洋島國法屬波利尼西亞地區(qū)報道的病毒基因組序列高度同源,而與中國其他省份報告的輸入病例的病毒核酸序列存在差異。
不過,美國研究人員在網(wǎng)上公布恒河猴試驗的數(shù)據(jù)還具有更多的意義。寨卡病是一起非常緊急的公共衛(wèi)生突發(fā)事件,所有人都在與寨卡病毒賽跑,也與時間賽跑。除了不應(yīng)讓科學(xué)家的競爭成為保密理由而延緩對寨卡病的認知和防治外,還要意識到,對人的研究有很多倫理限制而無法獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)和知識。
由于寨卡病毒感染的形式和機制在人和恒河猴體內(nèi)相似和相同,研究人員能通過向猴子體內(nèi)注射不同劑量的寨卡病毒而獲得該病有價值的第一手相關(guān)信息??茖W(xué)家能對懷孕恒河猴體內(nèi)的羊水反復(fù)取樣,以判斷寨卡病毒能否以及多染胎兒。這些數(shù)據(jù)一方面不可能從人身上快速且合乎倫理地獲取到,另一方面也可能因此而延誤人們對寨卡病毒是否導(dǎo)致小頭兒等的認知。
有了對恒河猴的研究結(jié)果,并且能在網(wǎng)上,就能較快地獲得諸如寨卡病毒是否與小頭兒關(guān)聯(lián)的確切信息和機理,例如,正在發(fā)育的胎兒可能何時會被寨卡病毒侵襲而導(dǎo)致出生缺陷,也就能為人們提供防治的線索和方式。
此外,由于世界一些國家反對動物試驗,尤其是反對用靈長類動物進行醫(yī)學(xué)試驗的呼聲越來越大,浪潮越來越高。歐洲一些國家,如德國已經(jīng)在減少靈長類動物的醫(yī)學(xué)試驗,美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)也已決定結(jié)束其下屬一家實驗室存有爭議的猴子試驗,并終止了對黑猩猩侵入性試驗的經(jīng)費支持。
在這樣的情況下,美國研究人員在網(wǎng)上公布寨卡病毒感染猴子的數(shù)據(jù)就更具有意義,因為這是在實現(xiàn)一個共同的目標,資源共享能讓那些并沒有進行動物試驗的研究人員了解動物試驗的情況和數(shù)據(jù),也就會減少使用靈長類動物進行試驗。
當然,大科技時代的資源共享也會讓科研人員產(chǎn)生疑慮,其中最核心的是,研究成果的界定和歸屬,以及其他研究人員是否采信網(wǎng)上的動物和其他研究數(shù)據(jù)及結(jié)果。
對于第一個問題,也許可以用網(wǎng)上公布的時間來判斷一項研究結(jié)果的最早時間和進行研究的科研人員,至于對網(wǎng)上公布的研究結(jié)果的采信與否,可能會隨著大科技時代的進展由實踐做出回答。無論其他研究人員是否采信網(wǎng)上公布的結(jié)果和數(shù)據(jù),都會進行驗證,因此,可能會有效地檢驗網(wǎng)上公布的研究結(jié)果。
患者也要利用智能醫(yī)療
一般而言,智能醫(yī)療通常指的是計算機、大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)+如何讓醫(yī)生和專業(yè)機構(gòu)對病人的疾病診治更準確和更科學(xué),讓人們既能看病有效,又能少花錢。
例如,現(xiàn)在飛利浦公司設(shè)計了一個智能軟件飛利浦健康套件數(shù)字平臺,希望將消費者、患者和醫(yī)療服務(wù)人員三方進行串連,在互聯(lián)的護理領(lǐng)域進行嘗試。這個平臺是一個基于云技術(shù)的開放安全平臺,能夠收集和分析從健康手表、血壓計、耳式體溫計和身體分析儀等多個設(shè)備源頭的健康數(shù)據(jù)。醫(yī)生也可以在第一時間了解到患者的情況并做出醫(yī)療判斷和治療方案,從而大大降低醫(yī)療成本和漏診誤診的發(fā)生率。
智能醫(yī)療的另一個維度是患者和家屬,以及需要保健的正常群體,他們也需要大數(shù)據(jù)和智能分析來選擇自己所需的診治疾病的方式和程序,以及正常人需要選擇的保健措施。
在這方面,利用大數(shù)據(jù)設(shè)計成智能軟件,為患者和公眾提供就醫(yī)和保健的信息也格外重要。現(xiàn)在,美國已經(jīng)出現(xiàn)了主流醫(yī)院評價平臺的智能軟件,供廣大公眾選擇。這個平臺對美國近5000家醫(yī)院、約14萬醫(yī)生以及16個醫(yī)療領(lǐng)域的137家專業(yè)醫(yī)院排名。這個排名對醫(yī)院聲譽、患者存活率、患者安全性以及其他醫(yī)療相關(guān)指標在內(nèi)的數(shù)十項評價指標進行綜合排序,由第三方公司或組織進行多方位、多元化評價,更加關(guān)注醫(yī)療產(chǎn)出以及患者滿意度。如此,這種智能平臺可以向公眾提供他們可以選擇和信賴的醫(yī)院進行就診和治病。
現(xiàn)在,中國對醫(yī)院和醫(yī)生的評價還是采用最普遍的醫(yī)院等級劃分標準(3級10等)。醫(yī)院評審分級標準包括醫(yī)院的規(guī)模、技術(shù)水平、醫(yī)療設(shè)備、管理水平、醫(yī)院質(zhì)量等5個標準,但由于其他評審內(nèi)容設(shè)置缺乏直觀指標,容易量化的硬件標準(床位、科室設(shè)置、醫(yī)療設(shè)備、人員配備等)成為劃分醫(yī)院等級的決定因素,暫時未能考慮醫(yī)院的綜合醫(yī)療效果、患者存活率、患者安全性等。
現(xiàn)在,中國研究人員意識到醫(yī)院評價和大數(shù)據(jù)的重要性,復(fù)旦大學(xué)醫(yī)院管理研究所已經(jīng)邀請全國30個臨床專科的幾千位著名專家學(xué)者共同參與評審中國最佳醫(yī)院排行榜。其中,醫(yī)院專科聲譽主要由專家提名心目中名列前茅的醫(yī)院,而在科研學(xué)術(shù)方面,得分主要來自于國家級獎項和科學(xué)引文索引(SCI)影響因子。