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人工智能将如何服务医疗行业

出品| 新浪科技《科学大家》

  撰文| 陆遥 中山大学数据科学与计算机学院教授、博士生导师,广州柏视医疗科技有限公司董事长、总裁

人工智能将如何服务医疗行业

人工智能AI)服务医疗最好的例子,其实已经在《超能陆战队》这部电影中得到很好的诠释:电影中标准的大白形象,非常可爱,它的眼睛可以认为是两个摄像机,身体相当于传感器。当大白遇到小宏(电影中男主)的时候,它的眼睛很快会捕捉到服务对象体征、健康数据、甚至包括情绪等等,当小宏情绪低落的时候,大白就会去安慰,如果发现小宏身体不适,它就会进行辅助性治疗,这就是AI服务医疗最好的例子。

人工智能将如何服务医疗行业

在科学家眼中,AI服务医疗可以包括很多内容:例如健康管理、辅助医疗研究平台、疾病风险预测、辅助诊疗、医学影像分析、药物挖掘等,都是人工智能服务医疗的一些场景。

  跌宕起伏的人工智能发展史

  “人工智能”的起源可追溯到文艺复兴时期——17世纪,莱布尼兹等数学领域的达人已经开始尝试将理性的思考系统化为代数学或几何学体系,他们提出了形式符号系统的假设,这也成为后来人工智能研究的指导思想。1956年,“人工智能”在达特茅斯会议上首次被提出将作为这一领域的专用名词。

  时间到了20世纪70、80年代,人工智能在这一时期非常好的一个应用是手写体的识别:通过模式识别的方式,把手写体识别应用到邮政方面。但由于当时计算机的计算能力很差,差到什么程度呢?举个简单的例子,现在一部iPhone手机的计算能力,大约是阿波罗登月时所用计算机的计算能力的1万倍。因受制于计算能力,人工智能进入了第一次低谷。

  20世纪的中后期,科学家正式提出了“专家系统”,再加上当时神经网络技术的提高,人工智能进入了一个比较快速的发展时期。IBM公司的“深蓝”电脑击败了人类的世界国际象棋冠军更是人工智能技术的一个完美表现。国际象棋相对来说策略简单,当时基本靠暴力计算的,大家都非常振奋,认为人工智能的第二春来了。然而大概在90年代,人工智能却陷入了第二次的低谷,原因是算法出现了问题,无法解决。当时DARPA(编者注:美国国防高级研究计划局)提出了一个非常宏伟的计划,要做人工智能计算机,但最终也失败了。

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2006年,Hinton等提出了深度学习的概念,;2010年后,人工智能进入了新的一波小高潮; 2012年,人工智能在图像识别上大获成功;2015年,微软通过152层的深度网络,将图像识别的错误率降到3.57%,这意味着机器图像识别率已经超过了人类。

  虽然人工智能在持续发展,但民众大规模知道“人工智能”这一理念,却是直到阿尔法狗战胜了所有的围棋世界冠军才开始的,与之同时也引发了一个很重要的话题:人工智能这么厉害,医生是不是很快就要被取代了?那个时候,很多医生都会问我这个问题,但我的回答是:现在的人工智能只能称为“弱人工智能”,它尚且局限于“非常专注完成某一特定任务”的阶段。对于弱人工智能来说,所有的模型、数据、规则的建立都是由人设定的,本质上是通过监督学习的方式来学习人类的智能,进而完成某一个特定的任务,因此在这个阶段,人工智能与人之间相差还是比较远的。

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之前业内科学家曾预测,到2050年左右,人类会进入强人工智能时代。强人工智能意味着人类能干的脑力工作AI都能干。你可以认为强人工智能像人类的孩童时期一样,具有学习、语言、推理、认知、判断等能力。实际上对于强人工智能,我希望它在一种弱监督学习的情况下,能进行不断自我学习,最终达到与人差不多一样的水平。在整个过程中,因为它不断具有人的认知能力,有可能会出现具有人格定义的人工智能。

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 未来,人类或将进入超人工智能的阶段。超人工智能相对人工智能,已经跨越了一个基点。到那个阶段,机器将拥有人类难以想象的数据及计算力,思考问题方式与逻辑已经完全超出我们的认知。超人工智能,我觉得它更像一个“神”。

  人工智能为何能应用在医疗中?

人工智能将如何服务医疗行业

人工智能为什么能应用在医疗上呢?因为人工智能有非常好的三种技术,可以分别对应到医疗场景下的三种数据:第一个是图像数据,第二个是文本数据,第三个是语音数据。图像对应的是计算机视觉,文本对应的是自然语言处理,语音对应的是语音处理。

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计算机视觉包括图像分类、物体检测和物体分割。上面这两张图,左边是变色鸢尾,右边是山鸢尾,这两者的相似度很高,普通人都难以分辨,但计算机能通过大量的学习,从而判断这两张图分别是什么。

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再比如现在各地检测外地车牌的这项工作,但靠人类肉眼肯定无法完成,而通过AI技术能自动地检测车牌,并将号码提取出来。

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另外,图像分割在医疗上具有非常重要的应用,比如医生要做一台肝部手术,可以利用人工智能把肝部分割出来,假如手术要避开大血管,这项技术也能把大血管的位置分别分割出来。

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 自然语言处理如何在医疗上应用呢?我们都知道,医院有大量的电子病历,如何分析电子病历,是件非常重要的事。如果我们能够把医院的电子病历输入到人工智能系统中,就能分析出医生在诊断的时候有没有犯错误,毕竟医生是人,工作很累,给病人开药时可能会失误选择药物,通过文本识别技术,假如医生开的药和疾病是相违背的,系统就能及时通知医生进行修正。

人工智能将如何服务医疗行业

 问答系统在医疗中同样作用很重要。大家到医院后一般会到问导台咨询:自己是哪里不舒服,需要挂什么科之类的,假如有一个问答系统,我们在家的时候就可以把挂号确定了。输入自己的体征问题,系统会告诉你大概是哪一大类的疾病,并智能地推荐你去哪家医院,把最适合的专家推荐给你,所以问答系统将会在医疗中有很好的应用前景。

  语音识别应用场景同样广阔,例如在影像科,医生看一个片子,基本上二分之一的时间在读片子,剩下二分之一的时间在敲文字,如果能把语音识别技术应用起来,医生可以直接对着话筒说话转成文字记录,能够省下将近一半的时间。

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