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王春晖:AI在抗击新冠肺炎疫情中的赋能效应

笔者注意到,在本次新冠肺炎疫情中,多数AI科技企业不仅积极提供AI技术和服务支撑,还开放AI的算力和算法,相比需要适应具体场景需求的应用,AI的底层算力是最能在疫情中发挥普适作用的力量,各AI科技公司纷纷宣布开放自己的算力,以实际行动积极支撑疫情防控。
发布时间:2020-02-24 11:10        来源:通信产业网        作者:王春晖

国家主席习近平在主持中央全面深化改革委员会第十二次会议时强调,鼓励运用大数据、人工智能、云计算等数字技术,在疫情监测分析、病毒溯源、防控救治、资源调配等方面更好发挥支撑作用。2月4日,工信部科技司发布《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》,倡议进一步发挥人工智能(AI)赋能效用,组织科研和生产力量,把加快有效支撑疫情防控的相关产品攻关和应用作为优先工作。

新一代人工智能(AI)作为一门延伸和扩展人类智能的新技术科学,在这次抗击新冠肺炎疫情中也面临着一场大考,考试成绩如何?通过多个应用场景的展示,人工智能在这次抗击新冠肺炎疫情中发挥了很好的支撑作用,主要体现在以下五大应用场景。

一、AI非接触式高精度体温测量实现快速筛查

在这次新冠肺炎疫情防控中,每个居民进小区、地铁、商场、写字楼等公共场所,必须进行体温测量。2月10日下午,习近平总书记在北京调研指导新冠肺炎疫情防控工作,进入朝阳区安贞街道安华里社区时,总书记也接受了工作人员的体温测量。防控就是责任,全民测体温已经成为防疫期间的标配动作。

一些“学校”老师每日早六点开始搜集班内学生体温,汇总后整理成表格,再逐一上报至年级、学校领导及家长,特别是“小区物业”对每一位进入小区的人必须进行测量体温,有的小区还上门挨家挨户测量体温,这种人工测量体温的工作量非常大,测体温者和被测者直线距离太近,特别是大部分小区共用一个体温计(笔)很大程度上提高了交叉感染的风险性!

在这次抗击新冠肺炎疫情中,AI非接触式高精度体温测量发挥了重要作用,不仅排查效率高,而且准确极度,比如一种AI非接触式高精度体温测量搭载了红外测温模组,能够实现非接触式高精度体温测量。笔者注意到,有的地方采用了一种“人体识别+人像识别+红外/可见光双传感”的AI非接触式测量体温方案,能支持大于3米的非接触远距离测温,主要适用辅助“三站一场”(火车站、汽车站、地铁站、机场)等高密度人员流动场景下的工作人员快速找到发烧者,即使往来者戴着口罩帽子,也能实现快速筛查,且识别误差在0.3℃以内。

我还注意到,有些医院部署了基于5G的测温巡逻AI系统,不仅可以以红外方式在距离人体10米范围进行精密测温,还可以进行口罩识别,对于体温超过预警值或没有规范佩戴口罩的人员,会现场通过高音播报发出温度告警和提醒。

二、医学影像AI大幅提高了诊断效率

目前,新冠肺炎感染确诊靠病毒核酸检测,这种方法虽特异性强,但敏感性差,并且根据目前经验肺部影像表现早于临床症状,因此,影像学检查在临床前期筛查具有不可替代的作用。但诊断一位患者,医生需要仔细观察超过300幅的CT影像,而且人工读片时主观性太大,信息利用不足,在判断过程中容易出现误判。一名医生每天检查数十例患者,工作压力非常大。AI通过大量学习医学影像,可以帮助医生进行病灶区域定位,减少漏诊误诊问题,排查筛选“高度疑似肺炎患者”,减少患者的排队时间和院内交叉感染的风险。

例如阿里巴巴集团针对新冠肺炎临床诊断研发了一套全新AI诊断技术,并在郑州岐伯山医院(郑州“小汤山”医院)进行首次考验,该项AI诊断技术可在20秒内准确地对新冠疑似案例CT影像做出判读,分析结果准确率达到96%,进而量化病症的轻重程度,大幅提升诊断效率;再如海淀医院作为北京市新冠肺炎定点收治医院,在全市率先引入“影像人工智能肺炎辅诊系统”,300幅胸片仅需10秒即可处理完成,辅助诊断、量化评估新冠肺炎疑似病例,极大地提高了诊断效率。

三、智能机器人减轻医护人员工作量

近日,一篇名为《火神山建设不完全手册》被刷屏,这篇文章从项目施工时间、医疗设备安装进程、后勤管理物资等在内的数据维度出发,全景呈现了火神山、雷神山医院的建设艰辛远超想象。《手册》提到了一款由猎豹移动和猎户星空联合捐赠的医疗智能机器,这款机器人有多种功能形态,有些是导诊为主的机器人,可实现无人导诊,自动响应发热问诊、引领病人及初步诊疗,并可实现医生对病人的远程诊疗;还有些是可移动的递送机器人,可以执行递送化验单、药物等工作,用机器人代替医护过程中简单但耗力的重复性工作。

为了避免交叉感染,在武汉、上海等地医院的隔离病房、ICU、手术室、发热门诊使用了智能消毒机器人,可24小时不间断工作,极大地保护了医护人员的安全和减轻了他们的工作量。笔者注意到,机器人在疫情隔离区送餐、送货的场景,比如送餐机器人可以为隔离区提供三餐等生活必需品的免接触配送服务。工作人员只要在三餐时间将餐食放在机器人的三层托盘上、在触摸屏输入隔离区的房间号,机器人就能自动追踪房间号将餐食送达。这次,京东物流智能配送机器人也发挥了很好的作用, 2月6日,这款智能配送机器人完成了在武汉的首单配送,成功将医疗和生活物资从京东物流武汉仁和站运送至武汉第九医院。

四、AI 智能语音咨询系统助力疫情服务

在这次抗击新冠肺炎疫情中,AI 智能语音技术在抗击疫情期间提供了多项疫情语音咨询服务,比如阿里巴巴达摩院推出的“智能疫情机器人”,通过语音识别、自然语义理解等人工智能技术,可以针对疫情问题、就医注意事项以及防护措施等问题进行答疑,避免医疗资源紧缺以及交叉感染的风险。百度推出了针对疫情防控的智能外呼平台,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,一秒能拨出1500个电话。一些AI企业推出智能疫情语音机器人,为政府部门、医疗机构等提供人工智能呼叫排查、追踪免费服务,且支持按需设置拨出时间,主要用于居民回访和信息通知,外来人口排查,健康监测和防护建议,对重点人群的疫情信息进行记录和定期跟踪等。

疫情期间,一些医院开通了AI智能筛查导诊服务,第一时间为与疑似症状的患者提供症状诊断诊疗服务和护理方面的建议。笔者尝试了南京鼓楼医院的AI智能筛查导诊服务,首先,微信搜索关注"南京鼓楼医院",其次,点击菜单栏"患者服务",找到"互联网医院",再次,点击顶部"新型冠状病毒感染的肺炎智能筛查工具"。此时,就会有人工智能医生进行问诊,患者只需要回答症状,以及是否有可疑接触史等问题,AI智能筛查导诊服务系统理课开出了诊疗单,避免了盲目前往医院就诊,极大地减少了交叉感染。

笔者还注意到,北科瑞声、东华医为、方得智能等公司利用智能语音识别、合成等技术,开发了智能语音HIS系统、语音电梯控制模组,减少接触造成的“二次感染”;云问科技、医渡云、中国人寿财险、蚂蚁金服等公司研发的智能客服机器人/助手,具有智能疫情通知回访、重点人群随访调查、人机协同专家问诊等功能,为用户提供疫情防护相关知识问答和免费“在线问诊”服务。

五、AI构建疫情溯源系统快速追溯传染路径

新冠肺炎防控工作的关键在于及时发现高风险人群与超级传染者,准确掌握疫情发展动态并就不同政策对疫情的影响进行预演判断,以及更快速地追溯到病毒的传播路径,提高政府部门的防控效率。在这次疫情中,笔者了解到一项基于AI的精准防控、疫情推演及病毒溯源方案,该项AI技术由国内人工智能企业第四范式联合南京大学、苏北人民医院临床专家共同研发,主要是一种基于AI的精准防控、疫情推演及病毒溯源方案,目前已正式投入到抗击疫情的一线战斗中。

在疫情防控中,高风险易感人群的精准筛查非常关键,通过找出此类人群,采取及时发现、及时告知、及时隔离等措施,能够有效防止疫情的扩散。传统的筛查规则系统是通过判断是否和确诊或疑似人员在同一地区同时出现,规则简单、易于操作,但供判断分析的数据源获取难度大,基于有限数据源获得的筛查结论,其准确度还有很大的提升空间。

基于AI的精准防控、疫情推演及病毒溯源方案利用AI技术丰富了现有的防控筛查规则模型,进一步提升人群的覆盖面以及筛查的召回率与准确率,降低了管控难度与成本,特别是在紧急状况下,能够协助主管部门把有限资源投入到最关键的区域。此外,该项技术利用机器学习技术构建数据驱动的新型冠状病毒肺炎传播数字孪生系统,构建了潜在传染的关系网,结合病患信息,在关系网中找到可能的传播源以及潜在的超级传染者,帮助防疫部门快速切断疫情蔓延的源头。

事实上,新一代AI真正能够发挥功能性作用要基于三驾马车:数据、算力和算法,算力将数据进行计算,算法针对不同行业建立对应的模型,三者俱全,才能体现人工智能技术的应用场景。因为AI的根基是训练,就如同人类如果要获取一定的技能,那必须经过不断地训练才能获得。因此,对于AI而言,大量的高质量数据极为重要,而且需要覆盖各种可能的场景,这样才能得到一个表现良好的模型。AI的算法训练、深度学习等都需要大量数据支持,但是目前新冠疫情早期的确诊案例样本量少,医疗机构缺少高质量临床诊断数据,随着临床诊断数据的积累,新冠肺炎的影像学大数据特征逐渐清晰,AI算法和算力将在新冠肺炎诊断中发挥更大的价值。

笔者注意到,在本次新冠肺炎疫情中,多数AI科技企业不仅积极提供AI技术和服务支撑,还开放AI的算力和算法,相比需要适应具体场景需求的应用,AI的底层算力是最能在疫情中发挥普适作用的力量,各AI科技公司纷纷宣布开放自己的算力,以实际行动积极支撑疫情防控。

1月29日,阿里云宣布开放一切AI算力,将与合作机构向全球科学共同体免费开放相关药物研发资源,共同加速针对新型冠状病毒的药物研发。疫情期间,阿里云正式宣布:向全球公共科研机构免费开放一切 AI 算力,提供 AI 算力,支持病毒基因测序、新药研发、蛋白筛选等工作,帮助科研机构缩短研发周期;1 月 30 日,腾讯官方宣布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;1月30日,百度宣布向各基因检测机构、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算法和世界上现有最快的RNA结构预测网站,使新冠病毒RNA二级结构预测缩短至27秒;2 月 1 日,滴滴云也加入了免费开放算力的行列,向国内科研机构、医疗及救助平台等免费开放用于抗击疫情相关工作的 GPU 云计算资源和技术支持等。总体上讲,人工智能在本次抗击新冠肺炎疫情中发挥了积极的作用,充分释放了人工智能的赋能效应。

作者:王春晖,教授、博士,南京邮电大学信息产业发展战略研究院首席专家、中国政法大学法商大数据研究中心资深研究员、浙江大学当代中国话语研究中心高级研究员,兼任工信部信息通信经济专家委员会委员、中国通信学会网络空间安全战略与法律委员会副主任委员、中国互联网协会应用创新工作委员会副主任委员、中国法学会网络与信息法学研究会常务理事、上海市法学会互联网司法研究会副会长。

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