科技抗疫有門道，AI建模和分析背后的加速鍵

【導(dǎo)語】一場席卷全球的新冠疫情牽動(dòng)著全球人們的心。與過去不同，此次抗疫中，科技發(fā)揮了不可低估的力量。尤其是AI技術(shù)，無論是影像分析，還是疫情防控，都有著AI技術(shù)的影子。從數(shù)據(jù)采集到訓(xùn)練、應(yīng)用，AI技術(shù)應(yīng)用的速度在抗疫中至關(guān)重要，今年抗疫中諸多AI應(yīng)用的快速實(shí)現(xiàn)，背后的“加速鍵”倒是什么？請(qǐng)看下文。

1918年，一場名為“西班牙女郎”的大流感席卷全球，在長達(dá)18個(gè)月的時(shí)間里感染了5億人，也帶走了約5000萬人的生命。

要知道，那時(shí)全世界的總?cè)丝诓贿^18億，也就是說病毒感染超過了總?cè)丝诘乃姆种?，超過了人類歷史上任何一場戰(zhàn)爭及流行病造成的傷亡，甚至也間接影響到了第一次世界大戰(zhàn)的進(jìn)程（因?yàn)楦鲊家呀?jīng)沒有額外的兵力作戰(zhàn)，一戰(zhàn)草草收?qǐng)觯?/p>

面對(duì)那場危機(jī)，人們慌亂無措，任由死亡與恐懼蔓延。在病毒肆虐最嚴(yán)重的的時(shí)候，僅西班牙的巴塞羅那地區(qū)，每天就有超過1200個(gè)居民死于流感。而即便是當(dāng)時(shí)世界上最頂尖的科學(xué)家，也對(duì)病毒束手無策，只能任其蔓延。

彈指一揮間，百年已逝。2020年開年，一場空前的疫情同樣席卷了全球，幾乎所有國家都受到了它的影響。迄今為止，這個(gè)名為COVID-19的病毒在全球范圍內(nèi)感染人數(shù)已經(jīng)超過了470萬，死亡人數(shù)高達(dá)30萬以上。

這是一場百年未有之大變局，疫情肆虐牽動(dòng)了每個(gè)人的神經(jīng)，但人們卻沒有了百年前的慌張，反而增添了無比的信心。

為什么僅僅過了百年，我們就有信心應(yīng)對(duì)突如其來的疫情，為什么我們有信心最終戰(zhàn)勝它？這正得益于科技的支持。在疫情面前，為了減緩傳播速度，拯救生命，抑制這種可怕病毒對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響，政府、醫(yī)學(xué)專家和科研機(jī)構(gòu)正夜以繼日制定計(jì)劃、落實(shí)行動(dòng)。很顯然，此時(shí)速度是關(guān)鍵——基于英特爾平臺(tái)的人工智能技術(shù)正在為人類抗議防疫加速。

匯醫(yī)慧影：用CT影像分析助攻早期疫情攻堅(jiān)

匯醫(yī)慧影公司創(chuàng)辦于2015年，是一家?guī)椭t(yī)生使用深度學(xué)習(xí)技術(shù)閱讀醫(yī)學(xué)圖像的初創(chuàng)公司——通過將深度學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用在醫(yī)學(xué)影像中，為醫(yī)院提供醫(yī)學(xué)診斷軟件產(chǎn)品，包括AI診斷云平臺(tái)、放射組學(xué)云平臺(tái)等，輔助醫(yī)生進(jìn)行肺結(jié)節(jié)、骨折等的檢測、治療，為醫(yī)生科研提供幫助。

許多人或許還記得，由于疫情初期缺乏對(duì)病毒的認(rèn)知和有效的檢測手段，許多醫(yī)院和醫(yī)生都根據(jù)胸部CT影像進(jìn)行篩查，以此判斷患者感染與否。但是面對(duì)與日俱增的患者數(shù)量，成百上千張CT影片也讓醫(yī)生應(yīng)接不暇，而在與病毒賽跑的過程中，這顯然會(huì)大大降低醫(yī)療的效率，延誤最佳診療時(shí)機(jī)。

這就體現(xiàn)出了匯醫(yī)慧影的AI技術(shù)優(yōu)勢。通過與多家醫(yī)院合作，匯醫(yī)慧影快速收集了近4000例新冠患者的CT圖像，又配合13000多例非新冠患者肺炎圖像，快速開發(fā)了人工智能系統(tǒng)——通過分析CT影像中毛玻璃樣陰影（GGO）等指標(biāo)，為醫(yī)生和專家提供疑似感染的概率，以便醫(yī)生和專家進(jìn)一步的檢測。

據(jù)匯醫(yī)慧影創(chuàng)始人兼CEO柴象飛介紹：“基于英特爾的算力與優(yōu)化平臺(tái)，并結(jié)合人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，匯醫(yī)慧影的解決方案能幫助醫(yī)生更快、更準(zhǔn)確地做出診斷，防止感染者將病毒傳播給他人，同時(shí)為醫(yī)生提供病灶的量化信息，為患者帶來更精準(zhǔn)的治療方案”。

實(shí)踐證明，在抗疫早期、RT-PCR（逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)）還未普及的情況下，匯醫(yī)慧影提供的這套診斷方案有積極的輔助作用，也成為了標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室檢測的有效補(bǔ)充。這項(xiàng)技術(shù)一經(jīng)問世，就被快速推廣到國內(nèi)二十多家處在抗疫一線的醫(yī)院，大大緩解了一線醫(yī)生的工作壓力。伴隨著疫情的蔓延，如今這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在海外超過40多個(gè)國家進(jìn)行部署和使用，也讓更多的醫(yī)護(hù)人員和患者從中受益。

防患于未然，第四范式用AI輔助防疫決策

最近幾天，吉林省舒蘭市爆出的疫情消息牽動(dòng)了全國人民的神經(jīng)，也讓大家進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到疫情防控的重要性。我們常說“防患于未然”，一方面要對(duì)新冠患者進(jìn)行積極的救治，另一方面更需要從源頭上、從流動(dòng)性上對(duì)疑似人群進(jìn)行管理。而這時(shí)候除了需要人口流動(dòng)的大數(shù)據(jù)之外，更需要智能化的分析平臺(tái)。

第四范式就是這樣一家提供智能化AI服務(wù)的人工智能平臺(tái)型公司。一直以來，第四范式都與英特爾保持著密切的聯(lián)合技術(shù)創(chuàng)新關(guān)系。在本次疫情出現(xiàn)的第一時(shí)間，第四范式與南京大學(xué)LAMDA研究所、蘇北某醫(yī)院臨床專家成立聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，為有關(guān)部門疫情防治過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。

傳染病疫情演進(jìn)系統(tǒng)示意圖

據(jù)悉，第四范式為本次疫情防控提供的解決方案主要包括了高維機(jī)器學(xué)習(xí)防控篩查模型、省市區(qū)縣級(jí)數(shù)字孿生系統(tǒng)和新型冠狀病毒傳播路徑分析系統(tǒng)三大部分：

高維機(jī)器學(xué)習(xí)防控篩查模型——利用基于AI的自學(xué)習(xí)能力及臨床研究專家的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建數(shù)據(jù)及系統(tǒng)閉環(huán)，進(jìn)行持續(xù)迭代，保證了在有限的時(shí)間內(nèi)基于動(dòng)態(tài)環(huán)境變化（包括病毒變異和人群動(dòng)態(tài)復(fù)雜性）為各有關(guān)部門提供高效、準(zhǔn)確的判斷支持，精準(zhǔn)篩查高風(fēng)險(xiǎn)易感人群實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)防控。

省市區(qū)縣級(jí)數(shù)字孿生系統(tǒng)——基于高維機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)及多維度的數(shù)據(jù)所構(gòu)建，構(gòu)建了更細(xì)粒度、更接近實(shí)際情況的數(shù)字孿生系統(tǒng)，可充分考慮各種突發(fā)因素，如交通管制、復(fù)工時(shí)間和藥物投放等突發(fā)因素對(duì)疫情的影響，實(shí)時(shí)通過模擬功能預(yù)演分析疫情的發(fā)展，進(jìn)而為防控政策的制定和調(diào)整提供依據(jù)；

新型冠狀病毒傳播路徑分析系統(tǒng)——利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新型冠狀病毒傳播數(shù)字孿生系統(tǒng)，基于此構(gòu)建潛在傳染關(guān)系網(wǎng)，并結(jié)合病患信息，在關(guān)系網(wǎng)中找到可能的傳播路徑與潛在超級(jí)傳染者，快速分析傳染路徑，幫助防疫部門盡快切斷疫情蔓延的源頭。

據(jù)第四范式主任科學(xué)家涂威威介紹，這套創(chuàng)新型方案進(jìn)一步豐富了現(xiàn)有的防控篩查模型，對(duì)于潛在傳播者的篩查準(zhǔn)確率從原來的5.8%提升到了90%以上。實(shí)踐證明，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)推出的這套創(chuàng)新型方案比傳統(tǒng)疫情傳播模型表現(xiàn)更優(yōu)，它讓AI在疫情防控中發(fā)揮了不可替代的作用，為疫情的防控和治理做出了重要貢獻(xiàn)。

其實(shí)，匯醫(yī)慧影和第四范式都只是抗擊新冠戰(zhàn)斗中的一份子，也是科技助力抗疫的直接體現(xiàn)。除了他們之外，包括上海鈦米科技為全國上百家醫(yī)院提供的“無接觸”機(jī)器人、包括匯川技術(shù)結(jié)合英特爾的機(jī)器視覺、邊緣計(jì)算等技術(shù)提供的口罩自動(dòng)化生產(chǎn)解決方案，甚至包括英特爾自身也在不斷的推動(dòng)中國乃至全球抗疫戰(zhàn)斗的發(fā)展。

早在4月初，英特爾就聯(lián)合Mozilla、Creative Commons 等公司發(fā)起成立了Open COVID Pledge 聯(lián)盟，旨在匯集和開放各個(gè)企業(yè)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，以推動(dòng) COVID-19 預(yù)防和治療方案的研發(fā)。隨后，英特爾也承諾追加5000萬美元，用于推動(dòng)全球戰(zhàn)勝嚴(yán)峻疫情所需要的技術(shù)、專長和資源，并宣布免費(fèi)開放英特爾龐大的知識(shí)產(chǎn)權(quán)庫，以幫助研究人員拯救更多的生命。

正如英特爾公司市場營銷集團(tuán)副總裁兼中國區(qū)行業(yè)解決方案部總經(jīng)理梁雅莉所說：新冠肺炎疫情在為很多生活場景按下“暫停鍵”的同時(shí)，也推動(dòng)了整個(gè)社會(huì)的數(shù)字化進(jìn)程，加速了醫(yī)療健康和人工智能的融合。英特爾加速推進(jìn)用于抗擊疫情的智能科技，促進(jìn)全新科技發(fā)現(xiàn)，更好地幫助社會(huì)應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。

從疫情的數(shù)據(jù)采集到AI建模與病毒樣本分析，英特爾一直戰(zhàn)斗在科技一線，一方面通過與各大企業(yè)的合作提供面向醫(yī)療、科研等方向的軟件與應(yīng)用解決方案，另一方面也在硬件基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)上提供出色的性能，起到了“堅(jiān)守背后”的作用——在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層面，英特爾傲騰固態(tài)盤和傲騰可持續(xù)內(nèi)存加速了數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用，而內(nèi)置AI加速的至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器、全面優(yōu)化的軟件和豐富而多元的AI應(yīng)用場景與體驗(yàn)也讓英特爾在抗疫戰(zhàn)斗中游刃有余。

最終證明，在科技力量的幫助和支持下，我們對(duì)于疫情已經(jīng)取得了階段性勝利，病毒的代碼、傳播途徑已經(jīng)為我們清楚，我們研制的疫苗也在實(shí)驗(yàn)中取得了不錯(cuò)的成績。這一切都得益于包括英特爾在內(nèi)的科技巨頭的支持，也證明了“科技向善”的力量。

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