專訪七位AI專家,辨析醫(yī)療人工智能真?zhèn)?/p>

時(shí)間:2017-12-11

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:人工智能浪潮起來以后,在醫(yī)療領(lǐng)域各種各樣的“人工智能”冒了出來,在一些醫(yī)學(xué)會(huì)議上,可穿戴設(shè)備、自動(dòng)化系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、智能化設(shè)備、最新輔助診斷系統(tǒng)

“橫看成嶺側(cè)成峰,遠(yuǎn)近高低各不同?!?/p>

用這句詩來形容當(dāng)前人們對(duì)人工智能的理解最合適不過了。

人工智能浪潮起來以后,在醫(yī)療領(lǐng)域各種各樣的“人工智能”冒了出來,在一些醫(yī)學(xué)會(huì)議上,可穿戴設(shè)備、自動(dòng)化系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、智能化設(shè)備、最新輔助診斷系統(tǒng)、傳統(tǒng)的CAD技術(shù)都被企業(yè)或者醫(yī)生稱為人工智能。

究竟什么是人工智能?或者說什么是新時(shí)代的人工智能,與十幾年前出現(xiàn)的人工智能有什么區(qū)別?在醫(yī)療方面,研究又處于怎樣的階段?這波浪潮又能持續(xù)多久?這是最近經(jīng)常聽到的問題。

帶著這些問題,記者查閱了一些資料并采訪了斯坦福大學(xué)AI教授、百度深度學(xué)習(xí)研究院專家、醫(yī)療AI企業(yè)的首席科學(xué)家、創(chuàng)業(yè)者、吉林大學(xué)智慧醫(yī)療的負(fù)責(zé)AI的教授以及在醫(yī)療AI投入上億元的投資人,希望從他們那里得到答案。

鸚鵡智能與烏鴉智能

加州大學(xué)洛杉磯分校UCLA、統(tǒng)計(jì)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授、視覺、認(rèn)知、學(xué)習(xí)與自主機(jī)器人中心主任朱松純?cè)谝曈X求索的一篇文章《淺談人工智能:現(xiàn)狀、任務(wù)、構(gòu)架與統(tǒng)一|正本清源》中做了兩個(gè)比喻,很有意思:“鸚鵡智能”和“烏鴉智能”。

鸚鵡有很強(qiáng)的語言模仿能力,人多教育幾次,鸚鵡就可以重復(fù)人類一些短語,這就類似于當(dāng)前的由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的聊天機(jī)器人。

二者都可以說話,但鸚鵡和聊天機(jī)器人都不明白說話的語境和語義,也不能把說的話對(duì)應(yīng)到物理世界和社會(huì)的物體、場(chǎng)景、人物,不符合因果與邏輯。

烏鴉要遠(yuǎn)比鸚鵡聰明,他會(huì)利用工具,懂得物理常識(shí)和人類簡(jiǎn)單的社會(huì)常識(shí)。

上圖是日本的研究人員跟蹤拍攝的,烏鴉是野生的。它必須靠自己的觀察、感知、認(rèn)知、學(xué)習(xí)、推理、執(zhí)行,完全自主生活。

為了獲取堅(jiān)果里面的食物,經(jīng)過各種嘗試以后,它發(fā)現(xiàn)把果實(shí)放在馬路上,讓車子軋過去就可以得到食物(圖b),但是馬路上車水馬龍,容易丟掉性命。

然后它就站在馬路上方的電線桿上觀察,這之前他沒有經(jīng)過大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)。它發(fā)現(xiàn)在靠近紅綠路燈的路口,車子和人有時(shí)候停下了。

這時(shí),它必須進(jìn)一步領(lǐng)悟出紅綠燈、斑馬線、行人指示燈、車子停、人流停這之間復(fù)雜的因果鏈(圖c、d、e)。最后它發(fā)現(xiàn)規(guī)律,最終吃到了食物。

在這個(gè)過程中,烏鴉是完全自主的智能,完全自主感知、認(rèn)知、推理、學(xué)習(xí)、和執(zhí)行。也沒有幾百萬訓(xùn)練數(shù)據(jù)供他學(xué)習(xí)。在這個(gè)過程中他學(xué)習(xí)耗能也很低(人腦功耗大約是10-25瓦,烏鴉大腦約為人類1%,它就只有0.1-0.2瓦)。

鸚鵡智能屬于現(xiàn)在在應(yīng)用方面流行的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型智能,雖然與烏鴉智能有差距,但是在醫(yī)療這個(gè)垂直領(lǐng)域是有前景的。烏鴉智能屬于人們希望的人工智能。

具體來講什么研究和應(yīng)用屬于人工智能范疇,朱松純給了一個(gè)系統(tǒng)的歸納,它涵蓋了六個(gè)領(lǐng)域:

(1)計(jì)算機(jī)視覺(暫且把模式識(shí)別,圖像處理等問題歸入其中)。

(2)自然語言理解與交流(暫且把語音識(shí)別、合成歸入其中,包括對(duì)話)。

(3)認(rèn)知與推理(包含各種物理和社會(huì)常識(shí))。

(4)機(jī)器人學(xué)(機(jī)械、控制、設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、任務(wù)規(guī)劃等)。

(5)博弈與倫理(多代理人agents的交互、對(duì)抗與合作,機(jī)器人與社會(huì)融合等議題)。

(6)機(jī)器學(xué)習(xí)(各種統(tǒng)計(jì)的建模、分析工具和計(jì)算的方法)。

由于學(xué)科比較分散,從事相關(guān)研究的大多數(shù)博士、教授等專業(yè)人員,往往也只是涉及以上某個(gè)學(xué)科,甚至長(zhǎng)期專注于某個(gè)學(xué)科中的具體問題。

比如,人臉識(shí)別是計(jì)算機(jī)視覺這個(gè)學(xué)科里面的一個(gè)很小的問題;深度學(xué)習(xí)屬于機(jī)器學(xué)習(xí)這個(gè)學(xué)科的一個(gè)當(dāng)紅的流派。

在醫(yī)學(xué)應(yīng)用層面,據(jù)動(dòng)脈網(wǎng)了解目前市場(chǎng)上見到的醫(yī)學(xué)人工智能產(chǎn)品如輔助診斷系統(tǒng)、影像輔助診斷系統(tǒng)都是多領(lǐng)域交叉合作,并結(jié)合臨床實(shí)踐得到的成果,僅憑在一個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的研究是很難取得成績(jī)。

三個(gè)問題教你識(shí)別人工智能公司

全球著名的計(jì)算機(jī)博弈專家吳韌認(rèn)為,這一輪人工智能能夠取得前所未有的進(jìn)步主要有三個(gè)方面的原因:

第一,大數(shù)據(jù)的積累。在醫(yī)學(xué)方面,隨著電子病歷和數(shù)字膠片的積累,大量可以用于研究的結(jié)構(gòu)化病例保存起來。而這個(gè)大數(shù)據(jù)至少是以10萬份為起點(diǎn),并且可直接用于模型訓(xùn)練的數(shù)據(jù)。

第二,計(jì)算能力的提升。這幾年,云計(jì)算、GPU等一些計(jì)算能力的提升為處理大數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ),縮短了訓(xùn)練模型所用的時(shí)間,將訓(xùn)練周期縮短為幾天。

第三,大數(shù)據(jù)與計(jì)算力的結(jié)合,是研究人員可以快速得到并訓(xùn)練出可以應(yīng)用在時(shí)間中的算法模型。而現(xiàn)代的可以稱之為人工智能的產(chǎn)品,必須有深度學(xué)習(xí)技術(shù)的參與。之前的人工智能技術(shù)并沒有很好的解決問題,而深度學(xué)習(xí)技術(shù)的出現(xiàn)才推動(dòng)了這波浪潮。

吳韌表示,正是由于這波人工智能興起的原因,決定了這次浪潮將是持續(xù)的,而不是間歇性的。從目前取得成績(jī)來看,也在驗(yàn)證這種說法。

基于這三方面常識(shí),我們可以用以下幾個(gè)問題來鑒別新時(shí)代的人工智能公司。

1、公司數(shù)據(jù)從何而來,是網(wǎng)上下載還是從醫(yī)院獲取高質(zhì)量標(biāo)注數(shù)據(jù)?

2、公司算法模型從何而來,是從網(wǎng)上下載別人訓(xùn)練好的,還是自己訓(xùn)練模型。如果是自己訓(xùn)練的模型,那么訓(xùn)練軟件是哪一款,計(jì)算能力有多強(qiáng)?

3、自己訓(xùn)練的模型又與別人開源的模型有什么區(qū)別?訓(xùn)練的計(jì)算機(jī)里面有幾塊GPU?

通俗易懂的3條判斷標(biāo)準(zhǔn)

除了從技術(shù)上做鑒別,圖瑪深維創(chuàng)始人及CEO鐘昕也給出了通俗易懂的判斷醫(yī)療AI公司方法。

1、擁有長(zhǎng)期從事醫(yī)療背景人工智能技術(shù)研究的核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)。

比如說圖瑪深維的首席科學(xué)家陳韻強(qiáng)博士,大學(xué)是清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),畢業(yè)后進(jìn)入中國(guó)自然科學(xué)最高學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)-中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所,專攻人工智能專業(yè)。

1998年赴美國(guó)伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校電子與計(jì)算機(jī)工程系攻讀博士學(xué)位,師從“計(jì)算機(jī)視覺之父”黃煦濤教授。

長(zhǎng)期在西門子研發(fā)全球研發(fā)中心從事醫(yī)療圖像計(jì)算機(jī)視覺和人工智能研發(fā),這類醫(yī)療和人工智能都具有深厚背景的復(fù)合型人才是非常稀缺的。能夠吸引這樣頂尖的專家加入公司,代表圖瑪深維核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。

2、參與國(guó)內(nèi)外與醫(yī)療人工智能相關(guān)的學(xué)術(shù)會(huì)議和展會(huì),交流成果。

在參會(huì)的過程中,企業(yè)會(huì)參與學(xué)術(shù)和科研的討論,在交流中自會(huì)展示自己的公司以及產(chǎn)品的情況。

比如在此次北美放射年會(huì)上,圖瑪深維亮相了6大產(chǎn)品體系,與國(guó)內(nèi)外的行業(yè)人士進(jìn)行了深入的交流。

在此次展會(huì)上,有很多友商也參與了展覽和學(xué)術(shù)交流,也許現(xiàn)在和將來我們會(huì)存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,但是我們非常尊重友商的研究成果。如果一個(gè)公司長(zhǎng)期脫離人工智能的圈子,只是做一些包裝宣傳,那就值得懷疑。

3、公司需要擁有落地醫(yī)院的產(chǎn)品,以及醫(yī)生對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)可度。

圖瑪深維已經(jīng)分析過的胸部CT掃描病例超過5萬病例,獲得了醫(yī)生的廣泛認(rèn)可。

如果僅僅是在公司網(wǎng)站上寫一句自己屬于人工智能公司,沒有實(shí)際產(chǎn)品,那么最后很難獲得最終落地客戶認(rèn)可,這樣公司是難以獲得長(zhǎng)期生存機(jī)會(huì)。

鐘昕總結(jié)道,那些真正掌握了核心技術(shù),踏實(shí)做事情,并把醫(yī)生的需求轉(zhuǎn)化為落地產(chǎn)品的公司都有很好的發(fā)展前景。

人工智能智能必須理解物理世界及其因果鏈條

有專家表示,人工智能可以發(fā)現(xiàn)人類未知的一些聯(lián)系,而不是簡(jiǎn)單的專家職能的復(fù)制。在不同的環(huán)境條件下,智能的形式會(huì)是不一樣的。

任何智能的機(jī)器必須理解物理世界及其因果鏈條,適應(yīng)這個(gè)世界。

希氏異構(gòu)宋捷表示,醫(yī)學(xué)AI發(fā)展方向一定不是僅僅依靠人類對(duì)疾病的關(guān)聯(lián)、特征的認(rèn)識(shí)去讓計(jì)算機(jī)對(duì)疾病做出判斷,醫(yī)學(xué)是不能完美的結(jié)構(gòu)化的,要知道人類對(duì)于自然的認(rèn)識(shí)或許只有自然界本質(zhì)的百分之幾,倘若我們用這百分之幾的‘經(jīng)驗(yàn)’去‘規(guī)范’AI對(duì)自然的認(rèn)識(shí)標(biāo)準(zhǔn),那么AI的未來一定不會(huì)有突破,發(fā)展瓶頸不會(huì)超過人類醫(yī)生的認(rèn)知。我們更希望AI能幫我們找到我們尚未認(rèn)識(shí)到的疾病的更多的關(guān)聯(lián)和最佳的治療途徑。

各種現(xiàn)代技術(shù),在醫(yī)療方面或許都會(huì)有不錯(cuò)的應(yīng)用可能。

但是,AI解決的問題,就是人類認(rèn)識(shí)疾病的效率問題,AI能把人類需要若干年才能發(fā)現(xiàn)的疾病關(guān)聯(lián)、特征,用很短的時(shí)間,找出來,這個(gè)過程可能是幾天,未來可能是幾個(gè)小時(shí),這就是AI的真實(shí)能力!

反過來說,現(xiàn)階段AI要依賴人類已有的大數(shù)據(jù)的支持,凡事號(hào)稱基于很有限的數(shù)據(jù)“研究”出很好的模型的說法,可以說都不是真正的AI。

各種技術(shù)可能都會(huì)有醫(yī)療的應(yīng)用前景,但不見得非得要搭車AI。

有人則認(rèn)為,醫(yī)療人工智能就是可以自動(dòng)半自動(dòng)的對(duì)疾病進(jìn)行診斷。

系統(tǒng)通過閱讀海量的電子病歷或者醫(yī)學(xué)知識(shí),然后自己形成一套知識(shí)圖譜,并具備邏輯推理的能力,根據(jù)輸入的患者疾病特征推理做出診斷,并給出診斷依據(jù)。

核心是系統(tǒng)自己找尋疾病的特征和規(guī)律,自己創(chuàng)造規(guī)則,而不是研究人員告訴系統(tǒng)疾病的特征。

而那些將規(guī)則“寫死”的系統(tǒng)不算人工智能。比如說系統(tǒng)將疾病的10個(gè)特征全部寫進(jìn)去,只有滿足這個(gè)這10個(gè)特征才可以診斷疾病,這些顯然不是人工智能系統(tǒng)。

深度學(xué)習(xí)是新時(shí)代人工智能的標(biāo)志

朱松純表示,在概率統(tǒng)計(jì)的框架下,當(dāng)前的很多深度學(xué)習(xí)方法,屬于一個(gè)被我稱作“大數(shù)據(jù)、小任務(wù)范式(bigdataforsmalltask)”。

針對(duì)某個(gè)特定的任務(wù),如人臉識(shí)別和物體識(shí)別,設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的價(jià)值函數(shù)Loss

這種方法在某些問題上也很有效。但是,造成的結(jié)果是,這個(gè)模型不能泛化和解釋。

達(dá)泰資本創(chuàng)始人葉衛(wèi)剛表示,新時(shí)代的人工智能必須有深度學(xué)習(xí)能力??v觀中美的醫(yī)療人工智能創(chuàng)業(yè)公司,他們大多是計(jì)算機(jī)背景的企業(yè),通常拿一些基本數(shù)據(jù)直接做數(shù)學(xué)模型,然后計(jì)算模型跟醫(yī)療流程的結(jié)合是非常需要行業(yè)融入能力的。

作為資本方,達(dá)泰既關(guān)注具備底層研發(fā)技術(shù)的公司,也關(guān)注應(yīng)用類人工智能企業(yè)。

應(yīng)用類人工智能企業(yè)在本地化做好的前提下,可以很好的解決行業(yè)痛點(diǎn)。

比如達(dá)泰投資的匯醫(yī)慧影,這家公司在通用深度學(xué)習(xí)算法框架的基礎(chǔ)上,針對(duì)影像的三維,大尺度,高灰階以及小數(shù)據(jù)量等影像特殊問題,做了針對(duì)性的開發(fā)以及優(yōu)化了底層框架,使得人工智能能在醫(yī)學(xué)影像有很強(qiáng)的識(shí)別度,并且建立醫(yī)學(xué)影像應(yīng)用的行業(yè)壁壘。

結(jié)果更重要

最后,一名長(zhǎng)期從事人工智能研究的醫(yī)生還給出了不同的結(jié)論,醫(yī)生認(rèn)為只要能夠提高效率,減少重復(fù)性的工作,提供更好的診斷準(zhǔn)確率,不管它是用什么底層技術(shù),都可以稱之為人工智能系統(tǒng),沒有必要非得糾結(jié)于技術(shù)的來源和名稱。

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