AI輔助防疫決策,科技改寫人類戰疫史


抗疫狙擊戰,最重要的是要有「技」可施,這背後就需要深厚的技術沉澱與快速反應。

如果時光倒轉到2020年伊始,想必眾多科技公司也未曾想過會有這麼一場考驗。

危機關頭,如何一步步見真章?

新冠疫情爆發初期,最讓防控措手不及的是傳統防控手段都無法追上的病毒傳播速度,隨之而來還有一系列生產生活的變化。

如今疫情防控形勢向好,離不開各行各業堅守崗位的工作者背後的默默努力,沒有豪言壯語,只有無聲行動。

由於本次新冠病毒傳播性極強的特性,抗疫不僅限於一線的治療與防控,還涉及面向廣泛人群的篩查工作、抗疫物資的生產等多個方面、多個行業:

前線背後,是科研人員沒日沒夜努力探索治療方案;

生產線背後,是工人加班加點生產抗疫物資;

螢幕背後,是教師們堅守崗位傳授知識;

……

而回溯歷史,抗擊新冠疫情整個過程最獨特之處在於,眾多科技手段參與其中:人工智慧、雲計算、大數據等等,科技改寫了人類戰疫史——為奮戰在疫情一線和堅守在平凡崗位上的工作人員提供堅強後盾。

抗疫狙擊戰,最重要的是要有「技」可施,這背後就需要深厚的技術沉澱與快速反應。在本次疫情出現的第一時間,英特爾攜手醫療、工業、教育、運輸等行業合作夥伴,加速技術創新與發展。

1、至強算力支撐,AI助力新冠病毒診斷

現在全球新冠病毒感染確診病例已經超過500萬,篩查診斷出病例,這背後需要巨大的工作量,但用於疑似病例檢測的實驗室用品和試劑依然存在普遍短缺的問題。

但公眾健康與防護工作不可小覷:如果不了解哪些人群感染新冠病毒、如何受到感染、受感染人群分佈在哪裡,這對防疫工作將帶來極大挑戰。

雖然試劑的生產需要時間和充沛的原材料,但電子信息技術卻可以擺脫這些限制

這就體現出了匯醫慧影的AI技術優勢。通過與多家醫院合作,匯醫慧影快速收集了近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,快速開發了人工智慧系統——通過分析CT影像中毛玻璃樣陰影(GGO)等指標,為醫生和專家提供疑似感染的機率,以便醫生和專家進一步的檢測。

匯醫慧影新冠肺炎AI輔助篩查系統(圖片來源:匯醫慧影)

據匯醫慧影創始人兼CEO柴象飛介紹:「基於英特爾的算力與優化平台,並結合人工智慧神經網絡模型,匯醫慧影的解決方案能幫助醫生更快、更準確地做出診斷,防止感染者將病毒傳播給他人,同時為醫生提供病灶的量化信息,為患者帶來更精準的治療方案」。

實踐證明,在抗疫早期、RT-PCR(逆轉錄-聚合酶鏈反應)還未普及的情況下,匯醫慧影提供的這套診斷方案有積極的輔助作用,也成為了標準實驗室檢測的有效補充。

這項技術一經問世,就被快速推廣到國內二十多家處在抗疫一線的醫院,大大緩解了一線醫生的工作壓力。伴隨著疫情的蔓延,如今這項技術已經在海外超過40多個國家進行部署和使用,也讓更多的醫護人員和患者從中受益。

2、AI輔助防疫決策,防患於未然

一線防控中,除了確診與治療外,嚴控病毒傳播路徑、篩查高危人群也是極為重要的一項任務。

除醫療場所外,本次疫情爆發突然,防控工作的關鍵在於及時發現高風險人群與超級傳染者,準確掌握疫情發展動態並就不同政策對疫情的影響進行預演判斷,以及更快速地追溯到病毒的傳播路徑。

前些日子,吉林省舒蘭市爆出的疫情消息牽動了全國人民的神經,也讓大家進一步認識到疫情防控的重要性。我們常說「防患於未然」,一方面要對新冠患者進行積極的救治,另一方面更需要從源頭上、從流動性上對疑似人群進行管理。而這時候除了需要人口流動的大數據之外,更需要智能化的分析平台

第四範式就是這樣一家提供智能化AI服務的人工智慧平台型公司。一直以來,第四範式都與英特爾保持著密切的聯合技術創新關係。

此次疫情初期,第四範式就與南京大學周志華教授領導的LAMDA 研究所團隊、蘇北某醫院臨床專家成立了聯合團隊,研發出了基於AI的精準防控、疫情推演及病毒溯源方案。

傳染病疫情演進系統示意圖

據悉,第四範式為本次疫情防控提供的解決方案主要包括了高維機器學習防控篩查模型、省市區縣級數字孿生系統和新型冠狀病毒傳播路徑分析系統三大部分:

高維機器學習防控篩查模型——利用基於AI的自學習能力及臨床研究專家的專業經驗,構建數據及系統閉環,進行持續疊代,保證了在有限的時間內基於動態環境變化(包括病毒變異和人群動態複雜性)為各有關部門提供高效、準確的判斷支持,精準篩查高風險易感人群實現精準防控。

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省市區縣級數字孿生系統——基於高維機器學習技術及多維度的數據所構建,構建了更細粒度、更接近實際情況的數字孿生系統,可充分考慮各種突發因素,如交通管制、復工時間和藥物投放等突發因素對疫情的影響,實時通過模擬功能預演分析疫情的發展,進而為防控政策的製定和調整提供依據;

新型冠狀病毒傳播路徑分析系統——利用機器學習技術構建數據驅動的新型冠狀病毒傳播數字孿生系統,基於此構建潛在傳染關係網,並結合病患信息,在關係網中找到可能的傳播路徑與潛在超級傳染者,快速分析傳染路徑,幫助防疫部門儘快切斷疫情蔓延的源頭。

據第四範式主任科學家塗威威介紹,這套創新型方案進一步豐富了現有的防控篩查模型,對於潛在傳播者的篩查準確率從原來的5.8%提升到了90%以上。實踐證明,聯合團隊推出的這套創新型方案比傳統疫情傳播模型表現更優,它讓AI在疫情防控中發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。

3、保衛大後方,守護口罩自由

抗疫不止是第一線的工作,生產線後也依然需要有人堅守。但特殊情況下,全面復工並不現實,但防疫物資充沛是必要條件,誰來助力工人守護這必需的生產力?

AI在當時復工困難時期為口罩生產發揮了助推作用。

防範疫情所用的口罩生產要求更高,絕對不給病毒、細菌任何可乘之機,人眼或者傳統技術在生產檢測無法做到那麼精準,這就需要先進科技助力提高口罩的生產效率和產品質量。

基於英特爾軟硬體平台的匯川技術N95口罩自動化生產方案,引入AI深度學習技術,只要4個工位,就可以實現產品質量精準檢測,讓口罩生產企業得以實現生產線快速部署投產,全自動產線24×7高效運轉,產品質量檢測崗位無需人工,雲邊協同實現遠程監控和管理,全方位確保企業安全且高效生產,為一線醫護人員提供合格的防護屏障。

匯川摺疊立體式口罩機視覺檢測系統

相較傳統視覺技術對不規則產品缺陷識別能力的不足,基於AI的機器視覺檢測擁有突出的優勢。在這樣的AI技術支持下,就方便檢查口罩生產中的瑕疵、斷繩、髒污、破洞等問題。

口罩生產線的四個視覺檢測工位

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匯川N95口罩自動化缺陷檢測系統基於英特爾x86處理器,結合了OpenVINO圖形處理加速工具。整個系統在口罩生產線的四個不同生產工位,部署了多台工業相機,通過圖像抓取產品狀態,並傳輸到匯川基於英特爾®酷睿i5處理器開發的高性能計算平台Kinovision。 Kinovision平台通過邊緣訓練伺服器進行在線訓練,並根據訓練好的模型進行實時推理運算,從而保證了缺陷檢測的精準效果。

整個解決方案不僅可以實現快速部署,檢測效率和準確性也完全滿足需要:可達到每分鐘檢測150件口罩的檢測量(150pcs/m),同時可以實現99.98%的準確率,平均每條產線減少2-3名檢測人員的同時,仍舊可以確保24×7無間斷的生產

4、守護啟示錄:聯手合作夥伴發揮智能X效應,科技提供堅強後盾

篩查、診斷、治療、助力企業復工,英特爾就這樣在危機關頭,一步步用實力見真章。

在科技力量助力偉大的各行各業工作者完成背後守護時,也給予了我們三大啟發。

其一,任何時候,過硬的技術沉澱與完善的生態都是勝利的基石。

從整場抗疫中,從醫學影像診斷、醫院「無接觸」應用,到口罩智能製造、防疫政策制定等,英特爾在每個環節都能迅速攜手合作夥伴,多維度助力AI戰疫。

這正是這所大廠長達五十二年的沉澱:技術底氣給予快速反應,完善的生態及時形成閉環。

其二,「智能X效應」日益凸顯。

不久之前,英特爾首次提出「智能X效應」:智能釋放出產業效應、經濟效應,即是「智能X效應」。智能科技的發展和應用,釋放數據的價值,使產業升級、經濟升級邁向新拐點。

而這場抗擊戰疫,從醫療救助和生命科學第一線,到經濟和社會的有序運轉,再到公共服務等各方面,智能科技扮演著愈發重要的角色,「智能X效應」日益凸顯。

儘管這場突來的疫情給社會的生產生活按下了暫停鍵,但也更快速地推進了數字化進程。

在我們等待未來到來的過程中,英特爾還將源源不斷地輸出智能科技動力,創造改變世界的技術,推動產業增值和升級,造福地球上每一個人。

其三,科技向善,為堅守者提供堅強後盾。

歲月靜好的背後往往是堅守者的負重前行,堅守背後,強大的內心格外彌足珍貴。

再高端前沿的科學技術最終目的都是要落地造福人類社會。而為偉大工作者艱辛的堅守過程提供便利、使其更加高效,就是科技向善的體現。

致敬每個平凡的堅守者,一起努力,拿起科技武器,打贏這場戰役。

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