海外科技戰(zhàn)疫背后的AI+大數(shù)據(jù)支撐，谷歌、Facebook、IBM都有哪些措施？

       2020年注定是不平凡的一年，新型冠狀病毒的爆發(fā)讓世界各國陷入危機(jī)，然而人類之所以偉大，正是因?yàn)槊鎸?duì)危難，我們會(huì)迎難而上，在這個(gè)過程中往往可以催生最偉大的創(chuàng)新和科技技術(shù)。

       面對(duì)疫情肆虐，醫(yī)療機(jī)構(gòu)已經(jīng)不堪重負(fù)，人工智能技術(shù)在其中正在發(fā)揮關(guān)鍵作用。國內(nèi)，我們有推想科技、依圖醫(yī)療、點(diǎn)內(nèi)科技、曠視科技等公司帶來的醫(yī)療影像輔助診斷、智能機(jī)器人、AI面部識(shí)別口罩佩戴等。隨著中國疫情逐漸緩解，國外疫情迎來了爆發(fā)。而本文動(dòng)脈網(wǎng)將盤點(diǎn)國外的大企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)，如何利用人工智能和大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段積極對(duì)抗COVID-19。
 

       科技巨頭身先士卒

       谷歌和Facebook正在積極收集并利用與用戶位置相關(guān)等數(shù)據(jù)集，以幫助疾控人員和研究機(jī)構(gòu)預(yù)測和跟蹤病毒的傳播。使用的技術(shù)是將用戶使用各種手機(jī)應(yīng)用程序的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，然后將這些數(shù)據(jù)提取到不同的地圖進(jìn)行測量和計(jì)算。

       谷歌

       谷歌會(huì)定期發(fā)布不同社區(qū)的流動(dòng)性報(bào)告，該報(bào)告會(huì)從實(shí)時(shí)的信息中提取位置數(shù)據(jù)，以查看美國各州居民待在家里之后，社區(qū)發(fā)生了什么變化。例如，在紐約，該報(bào)告稱各種零售和娛樂活動(dòng)減少了62％，人們?cè)诠ぷ鲌鏊ㄙM(fèi)的時(shí)間減少了46％，而呆在家里的時(shí)間增加了16％。

       雖然匯總位置信息數(shù)據(jù)并不是什么新鮮事物，例如，谷歌之前已使用它來查看不同餐廳何時(shí)開始忙碌，但使用其數(shù)據(jù)用于跟蹤流行病卻是頭一遭。有不少人認(rèn)為，這可能會(huì)引發(fā)有關(guān)公共衛(wèi)生與個(gè)人隱私之間的權(quán)衡問題。

       谷歌通過人工智能來處理數(shù)據(jù)的一種方法是，當(dāng)用戶在手機(jī)端中打開了定位服務(wù)后，谷歌會(huì)自動(dòng)提取該服務(wù)的數(shù)據(jù)。但是谷歌會(huì)自動(dòng)添加數(shù)據(jù)噪音將匯總的數(shù)據(jù)匿名化，使得其他人如果拿到相關(guān)數(shù)據(jù)之后無法識(shí)別任何的個(gè)人化信息，這一點(diǎn)在一定程度上保證了公民數(shù)據(jù)的私密性和安全性。

       Facebook

       同時(shí)，F(xiàn)acebook 也推出了另外一套智能工具。通過匯總不同用戶位置數(shù)據(jù)，進(jìn)行繪制蹤跡模式，以可視化一些人們頻繁出行的路線，以智能預(yù)測未來可能出現(xiàn)疫情爆發(fā)的地點(diǎn)。同時(shí)，它還會(huì)定期發(fā)布有關(guān)疫情活動(dòng)范圍趨勢的信息，以了解人們是否真的呆在家里，以及他們的社交活動(dòng)。這樣可以了解到受災(zāi)最嚴(yán)重的地區(qū)跟其他哪些地區(qū)有聯(lián)系，并在全美尋求相應(yīng)支持。

       除此之外，F(xiàn)acebook 還會(huì)提示用戶參加卡耐基梅隆大學(xué)德爾菲研究中心的自愿身體狀況問卷調(diào)查，以幫助研究人員及早發(fā)現(xiàn)COVID-19的潛在熱點(diǎn)地區(qū)。

       Facebook的地圖會(huì)匯總用戶的位置數(shù)據(jù)，以繪制出用戶頻繁旅行的地區(qū)，可以根據(jù)地圖信息進(jìn)行疾病傳染模型，進(jìn)一步確定COVID-19的傳播方式。
 

       計(jì)算機(jī)藥物篩選

       IBM

       目前，沒有針對(duì)這種新型冠狀病毒的**或特效藥。2003年，科學(xué)家試圖開發(fā)一種預(yù)防SARS的**，但這種流行病在**可以進(jìn)入臨床試驗(yàn)之前就已經(jīng)結(jié)束了。

       在開發(fā)新冠藥物和**的努力中，美國能源部希望使用一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)來幫助發(fā)現(xiàn)可能對(duì)抗這種病毒的化合物?？萍季揞^IBM和美國能源部橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（Oak Ridge National Laboratory）之前表示，他們已使用IBM的Summit超級(jí)計(jì)算機(jī)篩選了8000多種化合物，并鑒定出77種小分子藥物。

       這些藥物有可能成為COVID-19的潛在療法。研究人員使用Summit進(jìn)行了數(shù)天的模擬，模擬了哪些化合物可能會(huì)影響病毒S蛋白感染細(xì)胞的過程。這項(xiàng)研究的結(jié)果發(fā)表在《 ChemRxiv》雜志上。

       這項(xiàng)研究是使用計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)篩選潛在化合物對(duì)抗各種疾病的一項(xiàng)努力。結(jié)果并不意味著已經(jīng)找到了治療新型冠狀病毒的方法。不過，計(jì)算結(jié)果將為實(shí)驗(yàn)人員用來進(jìn)一步研究這些化合物提供一個(gè)框架。

       Cyclica

       Cyclica是一家總部在多倫多的全球生物技術(shù)公司，該公司通過人工智能、計(jì)算生物物理學(xué)、生物分子數(shù)據(jù)來重塑藥物的發(fā)現(xiàn)過程，縮短臨床前制藥周期；并且通過多元藥理學(xué)、多靶向藥物特性幫助制藥公司評(píng)估藥物安全性和有效性同時(shí)與全球范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室和制藥公司共同研發(fā)新藥。

       Cyclica 通過早期投資機(jī)構(gòu)之一中關(guān)村大河資本與 CCAA 的介紹，已經(jīng)與中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所達(dá)成合作，基于 Cyclica 自主研發(fā)的蛋白質(zhì)組篩選引擎 MatchMaker , 從 FDA 已批準(zhǔn)臨床安全的藥物中評(píng)估出多種治療新型冠狀病毒肺炎的潛在藥物。

       Cyclica 已把相關(guān)成果共享給中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所進(jìn)行測試，雙方將長期合作設(shè)計(jì)多靶點(diǎn)抗病毒化合物，降低耐藥性等其他副作用。

       Parallel Profile

       Parallel Profile與Cloud Pharmaceuticals、** Data Science、Vanderbilt、Nashville BioSciences等公司合作，通過文獻(xiàn)挖掘和EMR數(shù)據(jù)庫，尋找增強(qiáng)COVID-19患者免疫力的藥物。他們的研究旨在發(fā)現(xiàn)有助于增強(qiáng)免疫系統(tǒng)、增加線粒體中ATP、減輕下肺部炎癥、減慢病毒復(fù)制途徑并增加肺部氣體交換的藥物。通過使用人工智能技術(shù)，Parallel Profile會(huì)根據(jù)感染的患者EMR和基因組數(shù)據(jù)不斷進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。

       CEO Cather表示， Parallel Profile可以提供快速的藥物基因組學(xué)分析，以確保每位患者都能對(duì)他們的最佳藥物組合產(chǎn)生反應(yīng)。同時(shí)，他認(rèn)為一個(gè)月內(nèi)就可能會(huì)得到結(jié)果。
 

       醫(yī)療機(jī)構(gòu)打破傳統(tǒng)

       ElectrifAi

       位于紐約的Catholic Health Services of Long Island（以下稱為長島天主教衛(wèi)生服務(wù)機(jī)構(gòu)）目標(biāo)是部署由ElectrifAi公司生產(chǎn)的未經(jīng)測試的人工智能產(chǎn)品，以減輕急診病房處理病患的壓力。通過ElectrifAi的AI工具，長島天主教衛(wèi)生服務(wù)機(jī)構(gòu)旗下的所有六家醫(yī)院的急診醫(yī)師希望可以依據(jù)AI的定量判斷依據(jù)，來決定是否應(yīng)該將表現(xiàn)出COVID-19相關(guān)癥狀但尚未被正式診斷的患者接收入院。因?yàn)檫@些患者可能會(huì)面臨病情很快惡化，或者很快就痊愈然后安全回家，AI工具可以幫助醫(yī)生判斷。

       在2019年7月之前，ElectrifAi的名稱為Opera Solutions，它以咨詢公司的身份提供分析服務(wù)。它在印度和中國設(shè)有辦事處。自去年7月以來，該公司已更名為ElectrifAi，旨在成為AI產(chǎn)品公司。除醫(yī)療保健外，該公司還與其他八個(gè)行業(yè)/實(shí)體合作，包括政府，旅游和金融服務(wù)。

       當(dāng)然，一些專家對(duì)這項(xiàng)應(yīng)用仍然處于審慎態(tài)度，因?yàn)榧词谷缃裉幱诰o急情況下也不要輕易急于將一些理論應(yīng)用于臨床實(shí)踐中去。

       天主教衛(wèi)生服務(wù)部神經(jīng)放射學(xué)服務(wù)線主任克雷格·謝爾曼（Craig Sherman）博士說，之所以需要這種功能，主要是因?yàn)楣馐堑却龣z測結(jié)果就可能需要幾天的時(shí)間。因此，當(dāng)病人來急診室就診時(shí)，醫(yī)生必須迅速允許他們?nèi)朐夯蛩退麄兓丶抑g作出決定，并附上相關(guān)醫(yī)療指示，以防止病人的癥狀惡化。

       因此，克雷格·謝爾曼博士希望，借助ElectrifAi的 人工智能影像技術(shù)和臨床參數(shù)，醫(yī)生將能夠更快地做出更明智的醫(yī)療決定。

       在全球范圍內(nèi)，有超過二百萬個(gè)COVID-19的病例。盡管暫時(shí)還沒有長期可用的數(shù)據(jù)，但針對(duì)數(shù)千個(gè)影像數(shù)據(jù)訓(xùn)練出來的人工智能算法已經(jīng)足夠強(qiáng)大。更重要的是，ElectrifAi公司首席執(zhí)行官愛德華·斯科特（Edward Scott）在電話采訪中表示，他們AI模型的底層算法卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不需要數(shù)千個(gè)影像數(shù)據(jù)，而僅僅只需要150到200個(gè)X射線的影像。因?yàn)樗麄冊(cè)趫D像的特征分割和特征提取以及特征向量分析方面異常出色。

       任何診斷測試都具有假陰性和假陽性。所以，長島天主教衛(wèi)生服務(wù)機(jī)構(gòu)采用的措施是，如果可以讓一個(gè)病人留在醫(yī)院以進(jìn)行觀察，并能夠?qū)⑵湎嚓P(guān)癥狀扼殺在萌芽中，從而使他們免于回家惡化或者傳染其他人。
 

       聊天機(jī)器人也可以問診

       Syllable

       位于美國加州的聊天機(jī)器人和語音機(jī)器人Syllable公司，認(rèn)為他們目前處在一個(gè)挑戰(zhàn)和機(jī)遇并存的時(shí)機(jī)。目前，已經(jīng)有紐約長老會(huì)、休斯頓衛(wèi)生處和Northwell公司向Syllable詢問，是否可以創(chuàng)建一個(gè)聊天機(jī)器人和電話機(jī)器人來處理公眾在三月以來提出的關(guān)于COVID-19的查詢。Syllable首席醫(yī)學(xué)官Adam Silverman最近一次采訪中說，美國衛(wèi)生系統(tǒng)正隨著感染人數(shù)慢慢增多變得不堪重負(fù)。

       最近，Syllable已經(jīng)開發(fā)了一種可以輕松在各種衛(wèi)生系統(tǒng)網(wǎng)站上部署的工具，而且他們決定免費(fèi)向這些客戶以及其他健康系統(tǒng)提供此服務(wù)。但是工具開放給公眾之后，Syllable發(fā)現(xiàn)工具的能力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

       3月19日，如果您訪問了由Syllable聊天機(jī)器人提供支持的醫(yī)療系統(tǒng)，該工具主要是提供指向美國CDC的鏈接。如果發(fā)現(xiàn)有人在請(qǐng)?jiān)?ldquo;您發(fā)燒，咳嗽和呼吸急促嗎？”這個(gè)問題上答“是”，聊天機(jī)器人只會(huì)發(fā)送一系列定制化的回復(fù)。

       相比之下，基于Syllable的工具進(jìn)行二次開發(fā)的Providence St. Joseph Health的冠狀病毒評(píng)估聊天機(jī)器人收集了更多有效信息，聊天機(jī)器人可以通過是否曾出國旅行為依據(jù)提供不同的回復(fù)和數(shù)據(jù)收集，以便有針對(duì)性地回應(yīng)用戶的潛在問題。以下是部分問題范例：

       我住在加利福尼亞

       我沒有經(jīng)過COVID-19的測試，

       我沒有去過亞洲或歐洲國家，

       我從來沒有和任何去過這些國家的人接觸過

       我曾接觸過COVID-19病人，

       任何公職人員都沒有告知我可能接觸過新型冠狀病毒

       我有COVID-19相關(guān)癥狀

       四月初，Syllable已經(jīng)調(diào)整了相關(guān)的查詢條件，并于啟動(dòng)了該工具的新版本。目前聊天機(jī)器人還會(huì)收集：是否超過60歲，是否患有潛在的慢性病以及最近是否有過呼吸困難。同時(shí)拿到相關(guān)信息后，系統(tǒng)會(huì)提供更詳細(xì)和明確的響應(yīng)。例如紐約長老會(huì)醫(yī)院會(huì)及時(shí)響應(yīng)相關(guān)用戶的詢問，然后對(duì)其進(jìn)行后續(xù)追蹤和治療。例如以下針對(duì)不同群體的定制化回復(fù)：

•        過分憂慮的群體：可以通過基本的Web聊天機(jī)器人增強(qiáng)此人群的心態(tài)，通過幫助這些人了解最重要的問題，可以使用戶鎮(zhèn)定下來。一個(gè)更強(qiáng)大的聊天機(jī)器人可以結(jié)合導(dǎo)航器功能，將患者定向到自定義的端點(diǎn)，例如緊急響應(yīng)中心，針對(duì)高危人群或有癥狀人群的特定呼叫中心或遠(yuǎn)程醫(yī)療機(jī)構(gòu)。
•        有癥狀的患者：必須授權(quán)低敏患者在家中滿足其需求。這些人員需要支持例行檢測和回答，以確保系統(tǒng)可以檢測病情狀況的迅速變化。虛擬健康檢查適應(yīng)年齡較小，醫(yī)療健康知識(shí)較少的人群以及處于醫(yī)療資源較少的環(huán)境中的人群。
•        風(fēng)險(xiǎn)患者：對(duì)于此人群，應(yīng)按計(jì)劃（通常是每天，有時(shí)是每天幾次）對(duì)正在進(jìn)行的健康檢查進(jìn)行推送。通過聊天機(jī)器人、語音機(jī)器人、短信服務(wù)、移動(dòng)設(shè)備、智能揚(yáng)聲器、模擬電話等對(duì)患者提供教育、防范技巧和針對(duì)特定人群的預(yù)防方案。

       Providence

       非營利性天主教慈善機(jī)構(gòu)Providence與Microsoft合作創(chuàng)建了一個(gè)聊天機(jī)器人，人們可以使用該聊天機(jī)器人來了解有關(guān)該疾病的更多信息或檢查癥狀以及醫(yī)生是否需要對(duì)其進(jìn)行檢查。該工具相當(dāng)復(fù)雜，使人們能夠安排與臨床醫(yī)生進(jìn)行在線遠(yuǎn)程醫(yī)療訪問。

       Providence St. Joseph的首席臨床官Amy Compton Philips博士在幾周前舉行的網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上說，該聊天機(jī)器人啟用的第一天就有5000人參與測試。

       隨著診斷出的COVID-19病例數(shù)量的增加，聊天機(jī)器人和其他技術(shù)可以支持更多的咨詢數(shù)量。為了保持盡可能的敏捷性，考慮使用具有靈活性和可擴(kuò)展性的聊天機(jī)器人、智能音箱應(yīng)用程序或其他方式，當(dāng)然我們要注意確保這些解決方案必須滿足醫(yī)療保健隱私和安全要求。這樣才可以真正減輕現(xiàn)在精疲力盡的醫(yī)護(hù)人員的負(fù)擔(dān)，對(duì)話式人工智能技術(shù)將有助于擴(kuò)大應(yīng)對(duì)這種大流行病的醫(yī)療系統(tǒng)的容量。
 

       遠(yuǎn)程醫(yī)療不再遙遠(yuǎn)

       Rx.Health

       “許多系統(tǒng)的首次訪問都是通過遠(yuǎn)程醫(yī)療來分類，而不是實(shí)地看醫(yī)生。” Rx.Health聯(lián)合創(chuàng)始人兼Mt.Mat醫(yī)藥首席創(chuàng)新官Ashish Atreja說，這次疫情可能成為數(shù)字健康領(lǐng)域的關(guān)鍵時(shí)刻，因?yàn)檫h(yuǎn)程醫(yī)療的使用率一直在不斷增長。

       Rx.Health將分診軟件、遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)和其他數(shù)字健康解決方案結(jié)合在一起，以便患者信息可以在它們之間自由流動(dòng)。其COVID-19工具包包括可發(fā)送給患者的電子指南，與預(yù)約就診提醒相關(guān)聯(lián)的數(shù)字分類信息、遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺(tái)，以及對(duì)被隔離患者進(jìn)行數(shù)字化監(jiān)視的工具，這些都有助于識(shí)別處于高風(fēng)險(xiǎn)或者可能暴露于病毒的患者。同時(shí)它還包括化驗(yàn)檢查清單和體檢測驗(yàn)報(bào)告樣本，以幫助在一線的衛(wèi)生工作者做好準(zhǔn)備。

       Atreja認(rèn)為Rx.Health將數(shù)字分類系統(tǒng)與就診提醒功能集成在一起，以便衛(wèi)生系統(tǒng)可以確定患者是否具有暴露于病毒下的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也有助于確保一些“過度擔(dān)心的人”會(huì)選擇待在家里。

       其他初創(chuàng)公司也相繼與Rx.Health合作推出了更多的醫(yī)療工具包，包括Redox，這同樣是一家初創(chuàng)公司，Redox可以讓EHR和衛(wèi)生系統(tǒng)之間共享患者記錄；Suki，可以作為醫(yī)生的語音助手來回答在線就診平臺(tái)上患者的問題；Curai Health，可以幫助醫(yī)生從患者及其檢測圖表中收集相關(guān)信息以進(jìn)行診斷的智能平臺(tái)。

       以上是國外一些AI技術(shù)在疫情下的利用場景，我們不難看出，疫情加速了AI和人們醫(yī)療生活的融合。因?yàn)?AI能夠提高醫(yī)療效率，同時(shí)在某些場景下替代人工，降低感染風(fēng)險(xiǎn)。就算疫情結(jié)束以后，我們有理由相信，一些優(yōu)質(zhì)的AI技術(shù)會(huì)得到保留，但也有些企業(yè)在擔(dān)心疫情結(jié)束之后，研發(fā)的產(chǎn)品是否還能繼續(xù)有用武之地。