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《张江科技评论》

开博时间:2019-06-06 14:03:00

《张江科技评论》是由上海科学技术出版社与上海市张江高科技园区管理委员联合创办的一本科技评论类杂志。该刊报道评价国内外创新性科学技术的发展趋势及其商业价值,介绍上海在建设全球领先科创中心进程中的制度成果、技术成果、创业成果,推动产学研密切协作,促进科技成果转化,服务经济转型发展。

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人工智能如何应对全球性公共卫生突发事件

2021-01-13 12:42:00

  人类历史就是一部与疾病的抗争史,在此次全球抗“疫”攻坚战中,人工智能发挥了举足轻重的作用。越来越多人相信,随着技术的飞速发展,未来,人工智能将足以应对全球性公共卫生突发事件,服务于全人类健康事业。到底是不是这样呢?我们一起来听一听2020年世界人工智能大会上“疾控女侠”——复旦大学上海医学院吴凡副院长和“硬核医生”——复旦大学附属华山医院张文宏教授怎么说。


  2019年年末,新型冠状病毒肺炎疫情来势汹汹,全球面临严峻的公共卫生危机,大众对公共卫生健康的关注度达到了前所未有的高度。面对突如其来的疫情“大考”,我国公共卫生应急机制总体上经受住了考验,这其中离不开人工智能、大数据等技术的支撑。在抗“疫”一线中,以人工智能为代表的新一轮产业变革力量,在疾病诊断、筛查随访、药物研发、物流配送等各方面显示出巨大潜力,成为支撑抗“疫”的重要力量。


  人工智能为传染病竖起“防护墙”

  在传染病防控方面,吴凡认为,大数据起到了很大的作用,能动态感知病例的关联情况。“以往,每个医院发现传染病例后,诊断的是单名患者,如果没有大数据的智能分析、动态感知,A医院报告一个病例,B医院报告一个病例,这两个病例之间就无法进行关联。有了人工智能、大数据之后,我们不仅可以了解不同地方散在病例是否存在关联性,还可以通过大数据对病例发生的时间、环境等进行深入分析。”吴凡介绍说。

  抗击疫情期间,有很多的医疗机构包括高校、科研院所等都在做一系列的数据分析、模型构建。如何使构建的模型更加科学、更加接近现实,能够进行前瞻性预警预测是非常有意义的。在谈及构建模型的过程中如何挖掘更多的数据、变量时,吴凡强调,人、机器、大数据是互动的关系。以新型冠状病毒肺炎疫情为例,在使用相同的传染病动力模型的情况下,各国专家对上海感染情况的预测结果不尽相同。例如,英国帝国理工大学早期根据上海的人口密度和人员流量预测,这次疫情应该会有80万例感染者,但结果并非如此,上海本土病例只有341例。为什么会存在指数级的差异?这主要是因为人的不同。吴凡指出:“传染病在不同地区有不同的流行态势、不同的参数,比如上海,人和人的接触不仅仅采用传染病的动力模型来预测,还采用了人的神经网络模型来预测。个人的行为模型与传染病的传播动力模型、传播的模式不同,这些数据的输入是需要有经验的专家提供的。模型的设定需要在经验的基础上科学地给出参考值才可以算准。”吴凡表示,在疫情暴发初期,基于他们构建的模型进行预测,截至2020年2月29日,全国将会有逾7.9万例感染者,实际上,当时全国共有8.1万多例的确诊病例,可以说是非常精确的预测了。吴凡特别指出,在传染病防控中,“准”很重要,因为有关部门需要根据传染病的规模进行物资等各方面的准备,做到既不反应过度又要反应恰当。

  吴凡表示,在传染病防控中,除“准”以外,“快”也非常重要,否则就会造成大量的社区传播。新型冠状病毒肺炎疫情发生以后,上海市科学技术委员会及时启动了应急科技攻关,利用人工智能、大数据等技术进行溯源,可以快速界定感染者,并对其进行科学摸排、及时管理,在人群和感染者之间竖起了一道“防护墙”,挖了一个“安全沟”。“例如,在超市、在公交车上,人与人之间会有较长时间的接触,某个人可能是密切接触者,但是大家并不认识彼此,我们通过大数据的方法可以快速把他找到并界定出来,然后对他进行排摸、及时隔离。上海在疫情防控中之所以做得这么出色,除了医务人员的奉献以外,这背后更离不开科技的支撑。”吴凡补充道。


  人工智能会取代医生吗

  吴凡强调,在疫情防控的过程中,应对措施一定要走在疫情之前。如何做到应对措施恰如其分、科学精准,并且还能走在疫情之前,靠的是大数据、人工智能加上专家智慧。

  医生会被人工智能替代吗?对此,张文宏并不担心,他认为,人工智能难以取代医生,因为人工智能需要人类不停地更新数据。“靠谱的医生对大数据里面出现的意外情况可以用自己的经验、逻辑判断,而人工智能只能不断学习,每一个阶段给出一个诊断,但很难产生新的数据。在围棋里,AI可以战胜人类大脑,但在医疗领域,AI到目前为止还很难做到。”张文宏如是说。对此,吴凡也表示赞同,她指出,围棋是一种算法,能迅速算出每一步的走法有哪些不同的可能,然后做出最好的选择。但是,临床与围棋不同,其发展变化非常迅速,甚至超出某种算法的能力,这需要经验的积累。围棋是有穷尽的,而人类是无穷尽的变量,人工智能可以吸收一系列的知识和过往的经验,但人的未知还需要更多有智慧的人参与进来。

  针对大数据在疫情防控过程中起到的重要作用,张文宏表示赞同。他坦言,传染病的防控核心就是“快”。上海在新型冠状病毒肺炎疫情暴发早期就使用了大数据等技术,为疫情防控提供了关键的时间窗口期,取得了良好的效果。“我们要充分地利用技术,但是不能迷信技术。”张文宏指出,与大数据在流行病学领域的应用不同,大数据的临床应用方面还存在比较多的障碍,流行病学要解决的问题并不是技术本身,而是什么时候有权限启动数据。但是,在临床上,很多特殊案例都超出了人工智能的算法边界。AI在影像学领域发展很快,但在面对新型冠状病毒肺炎这一新发传染病时,没有足够数据“喂”给AI,它甚至无法正确读片,最终还是只能依靠医生的经验判断。

  在人工智能诊断方面,吴凡表示,在缺医少药的贫困地区,用大数据进行预诊速度更快。张文宏也认为,在这些地区机器诊断甚至比85%的医生水平要高。但是,在临床上,他不太主张用大数据替代简单的问诊,宁可把机会让给护士或者年轻人。“所有的电子病例都是有价值的,比如在北京就可以看到上海的所有病例,现在人可以被取代掉吗?不可能。人不能什么事都不做,全让机器做,而且什么都不做也不是什么好事,所以大数据的未来发展一定要精准,目的是为我们做增量,而不是取代我们,取代毫无意义。”张文宏称。他同时强调,大数据的发展一定要跟人类的长远发展方向一致。

  在大数据的未来发展方向上,吴凡也赞同张文宏的观点。她认为,机器的目的不是取代人,而是要实现人脑不可能完成的任务。“人类大脑是存在边界的,因为教育背景、知识体系,一个人的经验、人的一生是有限的。但是,机器可以集合前辈的智慧和经验,拥有无限的潜力去帮助我们完善诊断。”吴凡指出,在人工智能方面,机器还有学习功能,要不断给它“喂料”,这个“料”就是数据,它自己可以变得越来越聪明,而且机器里面喂的“料”不是一名医生,是很多名医生,很多个智慧体。同时,吴凡强调:“我觉得不应该是机器取代人,也不应该是人利用机器,而是要让人和机器之间进行完美的结合,人和大数据、人工智能之间进行完美的结合。”

  人工智能的发展思考

  张文宏补充道:“人工智能最终是服务人类的,人类的发展是无限的,但是科技,特别是人工智能现在发展过快。我相信人工智能会是后时代的科技,第三次革命以后的新一次革命,我很难想象这次革命发展会走到哪里,但是人类应该对未来科技的发展保持敬畏之心。”

  吴凡表示,在人工智能的发展过程中,还有几个方面需要注意。首先,在人工智能发展方向的把握上,一定要注意不能伤及人类的利益,这其中包括个人隐私,即在使用数据的时候不能侵犯个人的隐私。其次,人工智能在发展过程中会不会出现谁控制谁的问题?是人控制机器,还是机器过于聪明控制了人类?这也是全世界关注的问题。

  现今的发展阶段可能更多的是人工智能、大数据更好地造福人类,但是,我们要有所警觉,未来,我们要有边界意识去控制人工智能的发展。

本文来自《张江科技评论》

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