疫情防控,人工智能尚需解決三大問(wèn)題
可以說(shuō),新冠疫情是新中國(guó)成立以來(lái)傳播速度最快、感染范圍最廣、防控難度最大的突發(fā)性公共衛(wèi)生事件,是中國(guó)和世界各國(guó)面臨的一次巨大挑戰(zhàn)。
在各類(lèi)疫情防控措施中,人工智能技術(shù)的應(yīng)用成為防疫、抗疫的重要輔助手段。本文分析了人工智能助力新冠肺炎疫情防控的實(shí)踐情境,其應(yīng)用對(duì)控制疫情傳播范圍、緩解診療壓力、提升研發(fā)效率等具有顯著效果,并提出完善法律法規(guī)、保障數(shù)據(jù)安全、加強(qiáng)人才培養(yǎng)等發(fā)展建議。
在疫情防控過(guò)程中,人工智能技術(shù)在疫情的監(jiān)測(cè)預(yù)警、醫(yī)療診斷、藥物研發(fā)等方面均發(fā)揮了重要作用,有效地控制了疫情傳播范圍,緩解了疫情診療壓力,為抗擊疫情爭(zhēng)取了更多的時(shí)間和資源。
疫情的監(jiān)測(cè)預(yù)警
在疫情防控工作中,監(jiān)測(cè)新冠病毒的傳播過(guò)程是一項(xiàng)非常重要且繁瑣的工作,病毒傳播鏈以及傳播方式的掌握對(duì)疫情監(jiān)控、溯源以及政府制定防疫決策極其重要。
人工智能技術(shù)的大量應(yīng)用不僅減輕了人力資源負(fù)擔(dān),也幫助實(shí)現(xiàn)了全面精確的疫情防控措施實(shí)施。
同時(shí),人工智能技術(shù)與大數(shù)據(jù)結(jié)合還可發(fā)揮疫情預(yù)警作用,以便及時(shí)采取防控措施,減少感染人數(shù)。
在疫情監(jiān)測(cè)方面,人工智能技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在信息整合、新冠肺炎疑似病例的篩查和追蹤等方面。
首先,通過(guò)人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息的篩查、管理,將民眾關(guān)注最多的信息以及搜索最多的問(wèn)題匯總,再將謠言與官方解答進(jìn)行區(qū)分,讓民眾第一時(shí)間了解到最權(quán)威的信息。
由此降低人們對(duì)新冠肺炎疫情的恐懼感,避免因謠言而造成社會(huì)恐慌,這對(duì)控制疫情進(jìn)一步發(fā)展有著重要意義。
其次,為更全面監(jiān)測(cè)新冠肺炎疫情的傳播情況,需要對(duì)居民流動(dòng)情況進(jìn)行排查。
由智能語(yǔ)音機(jī)器人通過(guò)電話通信進(jìn)行人員排查是現(xiàn)階段較為安全且高效的方法,可在2 h內(nèi)撥打7000多個(gè)電話,并將得到的信息自動(dòng)生成數(shù)據(jù)報(bào)表。
同時(shí),智能測(cè)溫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大批量人員的體溫監(jiān)測(cè),可在不影響人們?nèi)粘I畹那疤嵯卤O(jiān)測(cè)疫情傳播,將疫情防控作為長(zhǎng)期措施。
在疫情預(yù)警方面,主要利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對(duì)疫情的早識(shí)別、早預(yù)警以及早處置。
根據(jù)病例信息、交通信息、社交信息等大數(shù)據(jù),通過(guò)人工智能技術(shù)可建立疫情的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng),該系統(tǒng)可精確的找到潛伏期內(nèi)到達(dá)過(guò)風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)以及與確診病例或疑似病例密切接觸過(guò)的人員的定位信息,進(jìn)而幫助相關(guān)部門(mén)采取對(duì)應(yīng)防控措施。
人工智能技術(shù)還可構(gòu)建模型來(lái)預(yù)測(cè)疫情的發(fā)展態(tài)勢(shì),并評(píng)估各類(lèi)疫情防控措施的實(shí)施效果,為政府提供科學(xué)的防控預(yù)案,以采用最有效的措施來(lái)控制疫情發(fā)展。
疫情的醫(yī)療診斷
人工智能技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的應(yīng)用可以有效緩解醫(yī)學(xué)影像學(xué)醫(yī)生的診斷壓力,一方面降低了醫(yī)生人為診斷的失誤率,另一方面提高了診斷效率,尤其是在面對(duì)新冠肺炎這類(lèi)具有高度傳染性疾病時(shí),快速高效地診斷病情尤為重要和關(guān)鍵。
人工智能醫(yī)學(xué)影像診斷高效率、耗時(shí)短,是疫情診斷階段的重要輔助手段。
同時(shí),新冠肺炎的影像表現(xiàn)與其他病毒性肺炎有明顯差異,其自身的獨(dú)特特征為人工智能的應(yīng)用提供了前提條件。
通過(guò)人工智能技術(shù)建立的新冠肺炎醫(yī)學(xué)影像診斷工具可以在疑似病例中快速識(shí)別出新冠肺炎病人與其他病毒性肺炎病人,有助于診斷過(guò)程中的早期篩查,同時(shí)能夠節(jié)約大量醫(yī)療資源,為疫情防控做出重要貢獻(xiàn)。
人工智能技術(shù)還用于對(duì)病患追蹤的非入侵性測(cè)量和遠(yuǎn)程問(wèn)診。
利用人工智能技術(shù)可在人群中快速識(shí)別體溫異常者,并對(duì)異常者進(jìn)行定位和追蹤,根據(jù)呼吸特征,人工智能還可實(shí)現(xiàn)大范圍地監(jiān)控潛在病毒感染者。
同時(shí),人工智能機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)對(duì)病人的遠(yuǎn)程問(wèn)診和部分非接觸性工作,有效減少醫(yī)護(hù)人員的感染,防止因人員直接接觸造成的疫情擴(kuò)散。
人工智能在醫(yī)療診斷領(lǐng)域的應(yīng)用有效緩解了疫情期間一線醫(yī)護(hù)人員的工作壓力,并為新冠肺炎感染患者爭(zhēng)取了更多時(shí)間,提高了醫(yī)生對(duì)病患的救治率,成為疫情診療的重要手段之一。
病毒及藥物研究
在此次新冠肺炎疫情的防控過(guò)程中,基因檢測(cè)和藥物研發(fā)這兩類(lèi)人工智能產(chǎn)品在病毒及藥物研究領(lǐng)域應(yīng)用最多。
成功戰(zhàn)勝新冠肺炎疫情最核心的工作是對(duì)新型冠狀病毒進(jìn)行深入研究,了解其基因組成和特性,進(jìn)而研發(fā)出有效的藥物及疫苗。
人工智能算法可在27 s內(nèi)預(yù)測(cè)出新型冠狀病毒的結(jié)構(gòu),不僅提升了疫苗研發(fā)、基因檢測(cè)等科研工作的效率,也為藥物研發(fā)工作爭(zhēng)取了更多時(shí)間。
新冠病毒不僅基因序列長(zhǎng)且具有不穩(wěn)定的特性,隨時(shí)可能產(chǎn)生變異,需進(jìn)行全基因檢測(cè)以防止因病毒變異而產(chǎn)生的漏檢,人工智能算法可將全基因檢測(cè)的時(shí)間縮短至半小時(shí)內(nèi),為醫(yī)生診療節(jié)省了大量時(shí)間。
在藥物研發(fā)過(guò)程中,主要包括2個(gè)環(huán)節(jié):靶點(diǎn)篩選和藥物篩選。
其中靶點(diǎn)篩選是關(guān)鍵環(huán)節(jié),利用人工智能技術(shù)可以從海量數(shù)據(jù)中提取有用信息,并進(jìn)行生物化學(xué)的預(yù)測(cè)處理,可節(jié)省大量時(shí)間和資源。
在藥物篩選環(huán)節(jié),利用深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)結(jié)合高通量計(jì)算機(jī)來(lái)輔助藥物設(shè)計(jì)和篩選也是藥物研發(fā)的重要手段。
通過(guò)計(jì)算機(jī)算法進(jìn)行藥物篩選可以實(shí)現(xiàn)大范圍的高通量篩選,此過(guò)程以大量的數(shù)據(jù)支撐為基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)進(jìn)行快速數(shù)據(jù)模擬,縮短了藥物篩選時(shí)間的同時(shí)也提高了成功率。
多個(gè)機(jī)構(gòu)和企業(yè)均研發(fā)了藥物篩選系統(tǒng),為新冠肺炎疫情的防控工作做出了突出貢獻(xiàn)。
人工智能助力疫情防控面臨的現(xiàn)實(shí)難題
在疫情防控過(guò)程中,人工智能的多方面應(yīng)用均發(fā)揮了巨大作用,但目前尚面臨著一些現(xiàn)實(shí)難題。
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人工智能應(yīng)用中的倫理和法規(guī)問(wèn)題
完善詳盡的法律法規(guī)是人工智能落地的根本保障,醫(yī)療人工智能的可行性需要解決大量的社會(huì)倫理和法律問(wèn)題。
現(xiàn)階段,與人工智能技術(shù)發(fā)展相比法律的滯后性十分明顯,引進(jìn)醫(yī)療人工智能后,各類(lèi)責(zé)任劃分、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等是亟待解決的重要問(wèn)題。
其次,醫(yī)療領(lǐng)域的醫(yī)患關(guān)系本就是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題,引入醫(yī)療人工智能意味著增加了新的關(guān)系主體,給醫(yī)患關(guān)系帶來(lái)了更多挑戰(zhàn)。
此外,人們對(duì)于人工智能的理解仍停留在表面,尚難以寄予充分的信任。
隨著科技的發(fā)展,當(dāng)醫(yī)療人工智能可以獨(dú)立地診療患者時(shí),人們的信任問(wèn)題、對(duì)醫(yī)生這一行業(yè)的影響等社會(huì)倫理問(wèn)題將是影響醫(yī)療人工智能應(yīng)用落地的重要因素。
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人工智能應(yīng)用中的數(shù)據(jù)問(wèn)題
實(shí)現(xiàn)人工智能的廣泛切實(shí)應(yīng)用,特別是在臨床醫(yī)學(xué)輔助方面,需要廣泛且準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)輸入進(jìn)行建模和分析。
由于數(shù)據(jù)問(wèn)題,醫(yī)療人工智能系統(tǒng)僅能發(fā)揮其部分效用,應(yīng)用范圍也局限于醫(yī)院內(nèi)部,而無(wú)法實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍的聯(lián)通。
首先,醫(yī)療數(shù)據(jù)信息無(wú)法實(shí)現(xiàn)共享。目前對(duì)于人工智能醫(yī)療數(shù)據(jù)的研究?jī)H局限于部分醫(yī)院,數(shù)據(jù)輸入相對(duì)單一,建立的模型普適性不足,同時(shí)尚未建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享方式。
其次,醫(yī)療數(shù)據(jù)信息無(wú)法達(dá)到高質(zhì)量水平。不同醫(yī)院的數(shù)據(jù)格式、信息描述均存在差異,這在輸入數(shù)據(jù)時(shí)需要許多經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生書(shū)寫(xiě)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的病歷數(shù)據(jù),增添了大量的額外工作。
最后,存在個(gè)人信息的隱私保護(hù)問(wèn)題。在實(shí)現(xiàn)醫(yī)療人工智能的過(guò)程中,科技公司、醫(yī)院等主體需共享醫(yī)療信息資源,這就存在隱私泄露的風(fēng)險(xiǎn)。
因而,完善法律法規(guī)、保障公民的信息安全,是醫(yī)療人工智能落地的重要問(wèn)題。
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人工智能的算法偏見(jiàn)問(wèn)題
算法偏見(jiàn)是指人工智能系統(tǒng)中產(chǎn)生的不公平結(jié)果和可重復(fù)的錯(cuò)誤,這種偏見(jiàn)不僅是算法本身的設(shè)計(jì)問(wèn)題,還受到輸入數(shù)據(jù)、算法訓(xùn)練方式等多種因素的影響。
首先,若原始輸入數(shù)據(jù)存在偏見(jiàn),即數(shù)據(jù)范圍不夠廣泛,某類(lèi)型數(shù)據(jù)過(guò)多則會(huì)導(dǎo)致算法將這種偏見(jiàn)帶入到運(yùn)行過(guò)程中,進(jìn)而使結(jié)果帶有偏見(jiàn)。
其次則是人為造成的算法偏見(jiàn)。因?yàn)樗惴ㄓ沙绦騿T編寫(xiě),而當(dāng)設(shè)計(jì)者將自身價(jià)值觀所帶的偏見(jiàn)嵌入到算法中,人工智能則會(huì)繼承這種思想,經(jīng)過(guò)多重的算法運(yùn)作,這種偏見(jiàn)將會(huì)被進(jìn)一步放大或固化,進(jìn)而使得人工智能產(chǎn)品帶有“偏見(jiàn)”,給市場(chǎng)帶來(lái)負(fù)面影響。
結(jié)論
雖然醫(yī)療人工智能在疫情防控中表現(xiàn)出了一定問(wèn)題,但依舊可見(jiàn)其擁有的巨大發(fā)展?jié)摿ΓS著各方面的逐漸完善,人工智能將會(huì)為醫(yī)療領(lǐng)域做出更大的貢獻(xiàn)。
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完善法律法規(guī),強(qiáng)化倫理監(jiān)管
成立醫(yī)療人工智能倫理監(jiān)管機(jī)構(gòu),從醫(yī)療人工智能產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到使用實(shí)行全程監(jiān)管,明確醫(yī)療人工智能使用過(guò)程中的責(zé)權(quán)問(wèn)題。
同時(shí)要在醫(yī)療人工智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初便根據(jù)倫理原則進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,降低人工智能風(fēng)險(xiǎn)。
要完善相關(guān)法律法規(guī),在法律上明確界定醫(yī)療人工智能開(kāi)發(fā)者、生產(chǎn)者和使用者的責(zé)任,建立責(zé)任體系。
制定醫(yī)療人工智能的應(yīng)用評(píng)價(jià)體系,對(duì)醫(yī)療人工智能產(chǎn)品進(jìn)行多方面的考察,引導(dǎo)形成良性的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。
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建立數(shù)據(jù)安全管理制度,打破數(shù)據(jù)孤島障礙,保護(hù)公民的個(gè)人信息隱私
建立數(shù)據(jù)管理制度,在保障數(shù)據(jù)安全的同時(shí)規(guī)范數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),建設(shè)高質(zhì)量的信息數(shù)據(jù)資源庫(kù),滿足醫(yī)療人工智能學(xué)習(xí)訓(xùn)練的數(shù)據(jù)需求,促進(jìn)醫(yī)療人工智能推廣應(yīng)用。
此外,在現(xiàn)有隱私保護(hù)法等法律法規(guī)的基礎(chǔ)上完善醫(yī)療人工智能信息隱私安全管理,保障公民的個(gè)人隱私信息安全。
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加強(qiáng)醫(yī)療和人工智能交叉人才的培養(yǎng)
醫(yī)療人工智能是未來(lái)醫(yī)療行業(yè)不可避免的發(fā)展趨勢(shì),高水平的復(fù)合型人才不可或缺。
需建立醫(yī)療人工智能人才培訓(xùn)體系,促進(jìn)高校、醫(yī)院、企業(yè)等多方合作,對(duì)醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)規(guī)范的技能培訓(xùn),加強(qiáng)人工智能與醫(yī)學(xué)交叉性學(xué)科的建設(shè),積極引進(jìn)高端人才,保障醫(yī)療人工智能持久發(fā)展。