詳析AI的圖像識(shí)別技術(shù)

2020年初流行起來(lái)的新冠疫情，對(duì)于AI來(lái)說(shuō)具有特別的意義。這是人們第一次將AI技術(shù)應(yīng)用到大型公共衛(wèi)生事件中去。如果說(shuō)以往AI所取得的成就，尚還是它為了證明自身力量而主動(dòng)對(duì)人類發(fā)起挑戰(zhàn)；那么在這次災(zāi)難性事件中，AI的價(jià)值則是客觀上被社會(huì)所認(rèn)可，各行各界開(kāi)始自發(fā)地嘗試運(yùn)用AI的強(qiáng)大算力去解決實(shí)際問(wèn)題。這一轉(zhuǎn)變跡象足以證明AI技術(shù)已在人類社會(huì)引發(fā)深刻變革。

談到AI應(yīng)用，人們多少還是認(rèn)為其與現(xiàn)實(shí)生活頗有距離，至少就其成熟應(yīng)用而言，其范圍還是相對(duì)狹窄。然而在本次疫情當(dāng)中，AI展現(xiàn)了令人驚嘆的應(yīng)用潛力。就整個(gè)抗疫工作而言，從上游的科研、公共決策到下游的臨床醫(yī)療，乃至復(fù)工復(fù)產(chǎn)階段的城市治理，AI技術(shù)的身影幾乎遍布每一個(gè)階段、每一個(gè)方面。雖然總體上而言，AI技術(shù)所起的作用還是輔助性的，但經(jīng)此一役后，相信不會(huì)有人再懷疑AI技術(shù)是否能最終落地。

BenevolentAI是一家位于倫敦的人工智能初創(chuàng)公司。在大多數(shù)AI企業(yè)聚焦于自動(dòng)駕駛等熱門技術(shù)時(shí)，BenevolentAI把目光放在了新藥發(fā)現(xiàn)這個(gè)冷門的領(lǐng)域。并且BenevolentAI對(duì)于技術(shù)研發(fā)有著自己獨(dú)特的想法，他們并不想要用完全的AI替代人類，而只是致力于開(kāi)發(fā)能夠增強(qiáng)人類專家能力的技術(shù)。獨(dú)特的研發(fā)理念與冷門的研究領(lǐng)域令其成為了一家“獨(dú)角獸式”的AI企業(yè)。

概括來(lái)說(shuō)，BenevolentAI提供的技術(shù)，能夠幫助科學(xué)家從汗牛充棟的學(xué)術(shù)資料中迅速提取出相關(guān)知識(shí)，并形成可能的、有待驗(yàn)證的假說(shuō)，從而加速藥物研發(fā)的過(guò)程。在新冠疫情中，來(lái)自帝國(guó)理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)與該公司合作，在兩天內(nèi)篩查了數(shù)百萬(wàn)份科學(xué)文獻(xiàn)以查找與病毒有關(guān)的信息。研究最終發(fā)現(xiàn)，經(jīng)典JAK 激酶抑制劑巴瑞替尼（Baricitinib）或可用于治療新型冠狀病毒肺炎。相關(guān)論文發(fā)表在《柳葉刀》。

埃默里大學(xué)研究負(fù)責(zé)人以及BenevolentAI團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人

BenevolentAI核心技術(shù)平臺(tái)為JACS（Judgment Augmented Cognition System），是一種判斷加強(qiáng)認(rèn)知系統(tǒng)。通過(guò)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力，這一技術(shù)可以幫助人類專家迅速定位疾病作用機(jī)制中的藥物靶標(biāo)，并讓藥物作用于它們。

除了藥物研發(fā)，在公共決策方面，AI的信息處理能力同樣是獨(dú)擅勝場(chǎng)。AI算法不同于經(jīng)典計(jì)算，后者在處理非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的匹配時(shí)十分乏力，而AI計(jì)算卻可以通過(guò)張量計(jì)算的方式對(duì)其加以克服。這使得AI算法可以為病毒傳播的干預(yù)和預(yù)防決策提供信息，并且可以幫助優(yōu)化抗擊疫情的資源分配，甚至可以在引起病理學(xué)家的注意之前，就可以檢測(cè)到疫情爆發(fā)的早期跡象。

早在2014年，研究人員就借助數(shù)據(jù)分析模型對(duì)英國(guó)的HIV病毒的檢測(cè)和治療情況進(jìn)行了評(píng)估，并且成功地預(yù)測(cè)出了未知的病毒感染者。根據(jù)研究人員的推斷，在該模型的幫助下，即便不改變?nèi)藗兊男袨榱?xí)慣，新增感染人數(shù)也可以降低5%。2016年佐治亞大學(xué)、加州大學(xué)和梅西大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)，開(kāi)發(fā)出了可以預(yù)測(cè)絲狀病毒傳播的AI程序。通過(guò)建模，該AI成功預(yù)測(cè)出哪些類型的蝙蝠有可能攜帶絲狀病毒，其準(zhǔn)確率達(dá)到了87%。

新冠疫情期間，一家名為BlueDot的AI公司，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)和自然語(yǔ)言處理算法，每天追蹤超過(guò)65種語(yǔ)言的10萬(wàn)篇報(bào)道，并參考旅行者的行程、飛行路線、地區(qū)氣候、當(dāng)?shù)厣蠓N類等信息，反饋包括新型冠狀病毒在內(nèi)的100余種傳染病的傳播情況。但客觀而言，AI技術(shù)在公共決策方面的很多建議僅僅只具有參考意義，甚至一些結(jié)論的爭(zhēng)議較大，走向更成熟的技術(shù)應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走。

BlueDot研發(fā)的疫情追蹤評(píng)估系統(tǒng)

比起前兩個(gè)方面，AI技術(shù)在基層醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮的作用則更加直接。在病毒感染檢測(cè)方面，人工智能可更多應(yīng)用于CT影像分析技術(shù)，自動(dòng)影像分析可配合核酸檢測(cè)提高檢測(cè)和診斷的準(zhǔn)確率。位于疫情中心地帶的武漢市中心醫(yī)院，與華南海鮮市場(chǎng)僅一站之隔，在疫情期間負(fù)荷的病患量到了匪夷所思的地步。在高峰時(shí)段，該院每天的CT檢查量平均超過(guò)1000例，一線的放射科醫(yī)生只能通宵讀片。一個(gè)胸部CT有300多層橫截面片子，僅靠醫(yī)生肉眼一張一張讀片，工作量極大。

AI企業(yè)數(shù)坤科技推出的CT人工智能輔助診斷產(chǎn)品幫助醫(yī)生們減輕了診斷負(fù)擔(dān)。該工具能在2-3秒內(nèi)從300多層的CT影像中挑出病灶影像，并生成3D肺葉模型，標(biāo)出病灶所在區(qū)域，隨后引導(dǎo)醫(yī)生對(duì)病人進(jìn)行合理分診，提高新冠肺炎的檢測(cè)效率。如果患者再次做CT，該產(chǎn)品還能自動(dòng)對(duì)比病人前后的病灶變化，便于醫(yī)生判斷病情。

醫(yī)學(xué)影像人工智能

這一技術(shù)主要依據(jù)的是AI的圖像識(shí)別技術(shù)，而這正是AI技術(shù)中相對(duì)成熟的板塊。除了幫助診斷之外，AI還能無(wú)接觸測(cè)量體溫。疫情期間，醫(yī)院、火車站、機(jī)場(chǎng)、學(xué)校等各類人員密集場(chǎng)所均增加體溫檢測(cè)關(guān)卡，人工檢測(cè)效率低，且造成人群聚集還會(huì)增加傳染風(fēng)險(xiǎn)。搭配AI技術(shù)的紅外測(cè)溫儀通過(guò)紅外熱成像相機(jī)，可對(duì)較大范圍內(nèi)的人群進(jìn)行非接觸遠(yuǎn)距離測(cè)溫，如發(fā)現(xiàn)體溫超標(biāo)者，則能迅速鎖定對(duì)象，提示人工處理。有的系統(tǒng)還可以將被測(cè)人員的身份信息與體溫匹配形成數(shù)據(jù)報(bào)表，自動(dòng)啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制并實(shí)時(shí)傳輸給疾控管理部門。

除了體溫監(jiān)測(cè)，AI還可以通過(guò)語(yǔ)音功能對(duì)人群進(jìn)行訪問(wèn)并提供基本咨詢服務(wù)?？拼笥嶏w利用智醫(yī)助理電話機(jī)器人對(duì)重點(diǎn)人群進(jìn)行電話隨訪，并宣傳新冠肺炎疫情防控知識(shí)，在提高醫(yī)務(wù)人員工作效率的同時(shí)有效降低傳染風(fēng)險(xiǎn)。且憑借強(qiáng)大的算力，AI還可對(duì)對(duì)患者的行動(dòng)軌跡進(jìn)行追蹤分析。據(jù)悉，京東數(shù)科提供了疫情高危人群勢(shì)態(tài)分析和預(yù)警系統(tǒng)，幫助政府分析居民的行動(dòng)路線，對(duì)高危人群做出預(yù)警，進(jìn)行排查。該系統(tǒng)能對(duì)確診病患的行為軌跡進(jìn)行分析，幫助潛在的密切接觸者做隔離。這些都是AI技術(shù)輔助公共管理的重要案例。而事實(shí)上，由于AI技術(shù)的介入，人們得以減少面對(duì)面的交流次數(shù)，這在抗疫期間成為了AI技術(shù)得天獨(dú)厚的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。

優(yōu)必選科技研發(fā)的高速檢查站義警機(jī)器人

在更廣泛的領(lǐng)域，包括線上教育、智能服務(wù)機(jī)器人等方面，AI也有著引人注目的應(yīng)用。中科院資本執(zhí)行董事李明表示：“AI的滲透是分階段的，目前大部分創(chuàng)業(yè)公司都集中在圖像和語(yǔ)音語(yǔ)義上面，這兩領(lǐng)域的客戶集中在安防、金融領(lǐng)域，需求剛性，買單能力也比較強(qiáng)?，F(xiàn)在AI也開(kāi)始逐漸滲透到工業(yè)領(lǐng)域，但下一步AI企業(yè)該往哪里走，行業(yè)也在觀望當(dāng)中。” 人工智能在發(fā)展史上“三起兩落”，人們是對(duì)其多有疑慮的。人工智能行業(yè)會(huì)不會(huì)像前兩次的熱潮一樣，又一次萎縮下去？

本次新冠疫情對(duì)于AI發(fā)展而言是個(gè)重要契機(jī)，更是對(duì)上述疑慮的一次回應(yīng)。首都機(jī)場(chǎng)的測(cè)溫儀是非典時(shí)期得到推廣使用，北京地鐵的安檢系統(tǒng)則在奧運(yùn)會(huì)時(shí)期建立完善。在技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，重要的時(shí)代契機(jī)往往能起到關(guān)鍵性的助推作用，加速一些重要技術(shù)的落地推廣。本次新冠疫情之于AI即是如此?？拼笥嶏w董事長(zhǎng)劉慶峰介紹稱：“如今，人工智能已從概念階段進(jìn)入規(guī)?；瘧?yīng)用階段，新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的推動(dòng)也正在大大加快人工智能應(yīng)用落地的速度，助力社會(huì)進(jìn)步與升級(jí)?！?人工智能時(shí)代的腳步聲，似乎已經(jīng)不遠(yuǎn)。
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