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王春暉:AI在抗擊新冠肺炎疫情中的賦能效應
通信產業網|2020-02-21 16:21:15
作者:王春暉來源:通信產業網

【通信產業網訊】(南京郵電大學 王春暉)國家主席習近平在主持中央全面深化改革委員會第十二次會議時強調,鼓勵運用大數據、人工智能、云計算等數字技術,在疫情監測分析、病毒溯源、防控救治、資源調配等方面更好發揮支撐作用。2月4日,工信部科技司發布《充分發揮人工智能賦能效用 協力抗擊新型冠狀病毒感染的肺炎疫情倡議書》,倡議進一步發揮人工智能(AI)賦能效用,組織科研和生產力量,把加快有效支撐疫情防控的相關產品攻關和應用作為優先工作。

新一代人工智能(AI)作為一門延伸和擴展人類智能的新技術科學,在這次抗擊新冠肺炎疫情中也面臨著一場大考,考試成績如何?通過多個應用場景的展示,人工智能在這次抗擊新冠肺炎疫情中發揮了很好的支撐作用,主要體現在以下五大應用場景。

一、AI非接觸式高精度體溫測量實現快速篩查

在這次新冠肺炎疫情防控中,每個居民進小區、地鐵、商場、寫字樓等公共場所,必須進行體溫測量。2月10日下午,習近平總書記在北京調研指導新冠肺炎疫情防控工作,進入朝陽區安貞街道安華里社區時,總書記也接受了工作人員的體溫測量。防控就是責任,全民測體溫已經成為防疫期間的標配動作。

一些“學?!崩蠋熋咳赵缌c開始搜集班內學生體溫,匯總后整理成表格,再逐一上報至年級、學校領導及家長,特別是“小區物業”對每一位進入小區的人必須進行測量體溫,有的小區還上門挨家挨戶測量體溫,這種人工測量體溫的工作量非常大,測體溫者和被測者直線距離太近,特別是大部分小區共用一個體溫計(筆)很大程度上提高了交叉感染的風險性!

在這次抗擊新冠肺炎疫情中,AI非接觸式高精度體溫測量發揮了重要作用,不僅排查效率高,而且準確極度,比如一種AI非接觸式高精度體溫測量搭載了紅外測溫模組,能夠實現非接觸式高精度體溫測量。筆者注意到,有的地方采用了一種“人體識別+人像識別+紅外/可見光雙傳感”的AI非接觸式測量體溫方案,能支持大于3米的非接觸遠距離測溫,主要適用輔助“三站一場”(火車站、汽車站、地鐵站、機場)等高密度人員流動場景下的工作人員快速找到發燒者,即使往來者戴著口罩帽子,也能實現快速篩查,且識別誤差在0.3℃以內。

我還注意到,有些醫院部署了基于5G的測溫巡邏AI系統,不僅可以以紅外方式在距離人體10米范圍進行精密測溫,還可以進行口罩識別,對于體溫超過預警值或沒有規范佩戴口罩的人員,會現場通過高音播報發出溫度告警和提醒。

二、醫學影像AI大幅提高了診斷效率

目前,新冠肺炎感染確診靠病毒核酸檢測,這種方法雖特異性強,但敏感性差,并且根據目前經驗肺部影像表現早于臨床癥狀,因此,影像學檢查在臨床前期篩查具有不可替代的作用。但診斷一位患者,醫生需要仔細觀察超過300幅的CT影像,而且人工讀片時主觀性太大,信息利用不足,在判斷過程中容易出現誤判。一名醫生每天檢查數十例患者,工作壓力非常大。AI通過大量學習醫學影像,可以幫助醫生進行病灶區域定位,減少漏診誤診問題,排查篩選“高度疑似肺炎患者”,減少患者的排隊時間和院內交叉感染的風險。

例如阿里巴巴集團針對新冠肺炎臨床診斷研發了一套全新AI診斷技術,并在鄭州岐伯山醫院(鄭州“小湯山”醫院)進行首次考驗,該項AI診斷技術可在20秒內準確地對新冠疑似案例CT影像做出判讀,分析結果準確率達到96%,進而量化病癥的輕重程度,大幅提升診斷效率;再如海淀醫院作為北京市新冠肺炎定點收治醫院,在全市率先引入“影像人工智能肺炎輔診系統”,300幅胸片僅需10秒即可處理完成,輔助診斷、量化評估新冠肺炎疑似病例,極大地提高了診斷效率。

三、智能機器人減輕醫護人員工作量

近日,一篇名為《火神山建設不完全手冊》被刷屏,這篇文章從項目施工時間、醫療設備安裝進程、后勤管理物資等在內的數據維度出發,全景呈現了火神山、雷神山醫院的建設艱辛遠超想象?!妒謨浴诽岬搅艘豢钣色C豹移動和獵戶星空聯合捐贈的醫療智能機器,這款機器人有多種功能形態,有些是導診為主的機器人,可實現無人導診,自動響應發熱問診、引領病人及初步診療,并可實現醫生對病人的遠程診療;還有些是可移動的遞送機器人,可以執行遞送化驗單、藥物等工作,用機器人代替醫護過程中簡單但耗力的重復性工作。

為了避免交叉感染,在武漢、上海等地醫院的隔離病房、ICU、手術室、發熱門診使用了智能消毒機器人,可24小時不間斷工作,極大地保護了醫護人員的安全和減輕了他們的工作量。筆者注意到,機器人在疫情隔離區送餐、送貨的場景,比如送餐機器人可以為隔離區提供三餐等生活必需品的免接觸配送服務。工作人員只要在三餐時間將餐食放在機器人的三層托盤上、在觸摸屏輸入隔離區的房間號,機器人就能自動追蹤房間號將餐食送達。這次,京東物流智能配送機器人也發揮了很好的作用, 2月6日,這款智能配送機器人完成了在武漢的首單配送,成功將醫療和生活物資從京東物流武漢仁和站運送至武漢第九醫院。

四、AI 智能語音咨詢系統助力疫情服務

在這次抗擊新冠肺炎疫情中,AI 智能語音技術在抗擊疫情期間提供了多項疫情語音咨詢服務,比如阿里巴巴達摩院推出的“智能疫情機器人”,通過語音識別、自然語義理解等人工智能技術,可以針對疫情問題、就醫注意事項以及防護措施等問題進行答疑,避免醫療資源緊缺以及交叉感染的風險。百度推出了針對疫情防控的智能外呼平臺,可提供流動人員排查、本地居民排查/回訪、特定人群通知三大場景的外呼服務,一秒能撥出1500個電話。一些AI企業推出智能疫情語音機器人,為政府部門、醫療機構等提供人工智能呼叫排查、追蹤免費服務,且支持按需設置撥出時間,主要用于居民回訪和信息通知,外來人口排查,健康監測和防護建議,對重點人群的疫情信息進行記錄和定期跟蹤等。

疫情期間,一些醫院開通了AI智能篩查導診服務,第一時間為與疑似癥狀的患者提供癥狀診斷診療服務和護理方面的建議。筆者嘗試了南京鼓樓醫院的AI智能篩查導診服務,首先,微信搜索關注"南京鼓樓醫院",其次,點擊菜單欄"患者服務",找到"互聯網醫院",再次,點擊頂部"新型冠狀病毒感染的肺炎智能篩查工具"。此時,就會有人工智能醫生進行問診,患者只需要回答癥狀,以及是否有可疑接觸史等問題,AI智能篩查導診服務系統理課開出了診療單,避免了盲目前往醫院就診,極大地減少了交叉感染。

筆者還注意到,北科瑞聲、東華醫為、方得智能等公司利用智能語音識別、合成等技術,開發了智能語音HIS系統、語音電梯控制模組,減少接觸造成的“二次感染”;云問科技、醫渡云、中國人壽財險、螞蟻金服等公司研發的智能客服機器人/助手,具有智能疫情通知回訪、重點人群隨訪調查、人機協同專家問診等功能,為用戶提供疫情防護相關知識問答和免費“在線問診”服務。

五、AI構建疫情溯源系統快速追溯傳染路徑

新冠肺炎防控工作的關鍵在于及時發現高風險人群與超級傳染者,準確掌握疫情發展動態并就不同政策對疫情的影響進行預演判斷,以及更快速地追溯到病毒的傳播路徑,提高政府部門的防控效率。在這次疫情中,筆者了解到一項基于AI的精準防控、疫情推演及病毒溯源方案,該項AI技術由國內人工智能企業第四范式聯合南京大學、蘇北人民醫院臨床專家共同研發,主要是一種基于AI的精準防控、疫情推演及病毒溯源方案,目前已正式投入到抗擊疫情的一線戰斗中。

在疫情防控中,高風險易感人群的精準篩查非常關鍵,通過找出此類人群,采取及時發現、及時告知、及時隔離等措施,能夠有效防止疫情的擴散。傳統的篩查規則系統是通過判斷是否和確診或疑似人員在同一地區同時出現,規則簡單、易于操作,但供判斷分析的數據源獲取難度大,基于有限數據源獲得的篩查結論,其準確度還有很大的提升空間。

基于AI的精準防控、疫情推演及病毒溯源方案利用AI技術豐富了現有的防控篩查規則模型,進一步提升人群的覆蓋面以及篩查的召回率與準確率,降低了管控難度與成本,特別是在緊急狀況下,能夠協助主管部門把有限資源投入到最關鍵的區域。此外,該項技術利用機器學習技術構建數據驅動的新型冠狀病毒肺炎傳播數字孿生系統,構建了潛在傳染的關系網,結合病患信息,在關系網中找到可能的傳播源以及潛在的超級傳染者,幫助防疫部門快速切斷疫情蔓延的源頭。

事實上,新一代AI真正能夠發揮功能性作用要基于三駕馬車:數據、算力和算法,算力將數據進行計算,算法針對不同行業建立對應的模型,三者俱全,才能體現人工智能技術的應用場景。因為AI的根基是訓練,就如同人類如果要獲取一定的技能,那必須經過不斷地訓練才能獲得。因此,對于AI而言,大量的高質量數據極為重要,而且需要覆蓋各種可能的場景,這樣才能得到一個表現良好的模型。AI的算法訓練、深度學習等都需要大量數據支持,但是目前新冠疫情早期的確診案例樣本量少,醫療機構缺少高質量臨床診斷數據,隨著臨床診斷數據的積累,新冠肺炎的影像學大數據特征逐漸清晰,AI算法和算力將在新冠肺炎診斷中發揮更大的價值。

筆者注意到,在本次新冠肺炎疫情中,多數AI科技企業不僅積極提供AI技術和服務支撐,還開放AI的算力和算法,相比需要適應具體場景需求的應用,AI的底層算力是最能在疫情中發揮普適作用的力量,各AI科技公司紛紛宣布開放自己的算力,以實際行動積極支撐疫情防控。

1月29日,阿里云宣布開放一切AI算力,將與合作機構向全球科學共同體免費開放相關藥物研發資源,共同加速針對新型冠狀病毒的藥物研發。疫情期間,阿里云正式宣布:向全球公共科研機構免費開放一切 AI 算力,提供 AI 算力,支持病毒基因測序、新藥研發、蛋白篩選等工作,幫助科研機構縮短研發周期;1 月 30 日,騰訊官方宣布向北京生命科學研究所/清華大學生物醫學交叉研究院的黃牛教授實驗室、中山大學藥學院的羅海彬教授團隊提供免費的運超算能力、運算集群支持以及基礎的云計算能力;1月30日,百度宣布向各基因檢測機構、防疫中心及全世界科學研究中心免費開放線性時間算法LinearFold算法和世界上現有最快的RNA結構預測網站,使新冠病毒RNA二級結構預測縮短至27秒;2 月 1 日,滴滴云也加入了免費開放算力的行列,向國內科研機構、醫療及救助平臺等免費開放用于抗擊疫情相關工作的 GPU 云計算資源和技術支持等??傮w上講,人工智能在本次抗擊新冠肺炎疫情中發揮了積極的作用,充分釋放了人工智能的賦能效應。

作者:王春暉,教授、博士,南京郵電大學信息產業發展戰略研究院首席專家、中國政法大學法商大數據研究中心資深研究員、浙江大學當代中國話語研究中心高級研究員,兼任工信部信息通信經濟專家委員會委員、中國通信學會網絡空間安全戰略與法律委員會副主任委員、中國互聯網協會應用創新工作委員會副主任委員、中國法學會網絡與信息法學研究會常務理事、上海市法學會互聯網司法研究會副會長。

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責任編輯:曉燕

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