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詳析AI的圖像識別技術

lhl545545 ? 來源:知社學術圈 ? 作者:知社學術圈 ? 2020-06-08 10:44 ? 次閱讀

2020年初流行起來的新冠疫情,對于AI來說具有特別的意義。這是人們第一次將AI技術應用到大型公共衛生事件中去。如果說以往AI所取得的成就,尚還是它為了證明自身力量而主動對人類發起挑戰;那么在這次災難性事件中,AI的價值則是客觀上被社會所認可,各行各界開始自發地嘗試運用AI的強大算力去解決實際問題。這一轉變跡象足以證明AI技術已在人類社會引發深刻變革。

談到AI應用,人們多少還是認為其與現實生活頗有距離,至少就其成熟應用而言,其范圍還是相對狹窄。然而在本次疫情當中,AI展現了令人驚嘆的應用潛力。就整個抗疫工作而言,從上游的科研、公共決策到下游的臨床醫療,乃至復工復產階段的城市治理,AI技術的身影幾乎遍布每一個階段、每一個方面。雖然總體上而言,AI技術所起的作用還是輔助性的,但經此一役后,相信不會有人再懷疑AI技術是否能最終落地。

BenevolentAI是一家位于倫敦的人工智能初創公司。在大多數AI企業聚焦于自動駕駛等熱門技術時,BenevolentAI把目光放在了新藥發現這個冷門的領域。并且BenevolentAI對于技術研發有著自己獨特的想法,他們并不想要用完全的AI替代人類,而只是致力于開發能夠增強人類專家能力的技術。獨特的研發理念與冷門的研究領域令其成為了一家“獨角獸式”的AI企業。

概括來說,BenevolentAI提供的技術,能夠幫助科學家從汗牛充棟的學術資料中迅速提取出相關知識,并形成可能的、有待驗證的假說,從而加速藥物研發的過程。在新冠疫情中,來自帝國理工學院的研究團隊與該公司合作,在兩天內篩查了數百萬份科學文獻以查找與病毒有關的信息。研究最終發現,經典JAK 激酶抑制劑巴瑞替尼(Baricitinib)或可用于治療新型冠狀病毒肺炎。相關論文發表在《柳葉刀》。

埃默里大學研究負責人以及BenevolentAI團隊負責人

BenevolentAI核心技術平臺為JACS(Judgment Augmented Cognition System),是一種判斷加強認知系統。通過強大的數據分析能力,這一技術可以幫助人類專家迅速定位疾病作用機制中的藥物靶標,并讓藥物作用于它們。

除了藥物研發,在公共決策方面,AI的信息處理能力同樣是獨擅勝場。AI算法不同于經典計算,后者在處理非結構化數據的匹配時十分乏力,而AI計算卻可以通過張量計算的方式對其加以克服。這使得AI算法可以為病毒傳播的干預和預防決策提供信息,并且可以幫助優化抗擊疫情的資源分配,甚至可以在引起病理學家的注意之前,就可以檢測到疫情爆發的早期跡象。

早在2014年,研究人員就借助數據分析模型對英國的HIV病毒的檢測和治療情況進行了評估,并且成功地預測出了未知的病毒感染者。根據研究人員的推斷,在該模型的幫助下,即便不改變人們的行為習慣,新增感染人數也可以降低5%。2016年佐治亞大學、加州大學和梅西大學的研究團隊,開發出了可以預測絲狀病毒傳播的AI程序。通過建模,該AI成功預測出哪些類型的蝙蝠有可能攜帶絲狀病毒,其準確率達到了87%。

新冠疫情期間,一家名為BlueDot的AI公司,通過機器學習和自然語言處理算法,每天追蹤超過65種語言的10萬篇報道,并參考旅行者的行程、飛行路線、地區氣候、當地牲畜種類等信息,反饋包括新型冠狀病毒在內的100余種傳染病的傳播情況。但客觀而言,AI技術在公共決策方面的很多建議僅僅只具有參考意義,甚至一些結論的爭議較大,走向更成熟的技術應用還有很長的路要走。

BlueDot研發的疫情追蹤評估系統

比起前兩個方面,AI技術在基層醫療領域發揮的作用則更加直接。在病毒感染檢測方面,人工智能可更多應用于CT影像分析技術,自動影像分析可配合核酸檢測提高檢測和診斷的準確率。位于疫情中心地帶的武漢市中心醫院,與華南海鮮市場僅一站之隔,在疫情期間負荷的病患量到了匪夷所思的地步。在高峰時段,該院每天的CT檢查量平均超過1000例,一線的放射科醫生只能通宵讀片。一個胸部CT有300多層橫截面片子,僅靠醫生肉眼一張一張讀片,工作量極大。

AI企業數坤科技推出的CT人工智能輔助診斷產品幫助醫生們減輕了診斷負擔。該工具能在2-3秒內從300多層的CT影像中挑出病灶影像,并生成3D肺葉模型,標出病灶所在區域,隨后引導醫生對病人進行合理分診,提高新冠肺炎的檢測效率。如果患者再次做CT,該產品還能自動對比病人前后的病灶變化,便于醫生判斷病情。

醫學影像人工智能

這一技術主要依據的是AI的圖像識別技術,而這正是AI技術中相對成熟的板塊。除了幫助診斷之外,AI還能無接觸測量體溫。疫情期間,醫院、火車站、機場、學校等各類人員密集場所均增加體溫檢測關卡,人工檢測效率低,且造成人群聚集還會增加傳染風險。搭配AI技術的紅外測溫儀通過紅外熱成像相機,可對較大范圍內的人群進行非接觸遠距離測溫,如發現體溫超標者,則能迅速鎖定對象,提示人工處理。有的系統還可以將被測人員的身份信息與體溫匹配形成數據報表,自動啟動預警機制并實時傳輸給疾控管理部門。

除了體溫監測,AI還可以通過語音功能對人群進行訪問并提供基本咨詢服務。科大訊飛利用智醫助理電話機器人對重點人群進行電話隨訪,并宣傳新冠肺炎疫情防控知識,在提高醫務人員工作效率的同時有效降低傳染風險。且憑借強大的算力,AI還可對對患者的行動軌跡進行追蹤分析。據悉,京東數科提供了疫情高危人群勢態分析和預警系統,幫助政府分析居民的行動路線,對高危人群做出預警,進行排查。該系統能對確診病患的行為軌跡進行分析,幫助潛在的密切接觸者做隔離。這些都是AI技術輔助公共管理的重要案例。而事實上,由于AI技術的介入,人們得以減少面對面的交流次數,這在抗疫期間成為了AI技術得天獨厚的發展優勢。

優必選科技研發的高速檢查站義警機器人

在更廣泛的領域,包括線上教育、智能服務機器人等方面,AI也有著引人注目的應用。中科院資本執行董事李明表示:“AI的滲透是分階段的,目前大部分創業公司都集中在圖像和語音語義上面,這兩領域的客戶集中在安防、金融領域,需求剛性,買單能力也比較強。現在AI也開始逐漸滲透到工業領域,但下一步AI企業該往哪里走,行業也在觀望當中。” 人工智能在發展史上“三起兩落”,人們是對其多有疑慮的。人工智能行業會不會像前兩次的熱潮一樣,又一次萎縮下去?

本次新冠疫情對于AI發展而言是個重要契機,更是對上述疑慮的一次回應。首都機場的測溫儀是非典時期得到推廣使用,北京地鐵的安檢系統則在奧運會時期建立完善。在技術發展過程中,重要的時代契機往往能起到關鍵性的助推作用,加速一些重要技術的落地推廣。本次新冠疫情之于AI即是如此。科大訊飛董事長劉慶峰介紹稱:“如今,人工智能已從概念階段進入規模化應用階段,新型基礎設施建設的推動也正在大大加快人工智能應用落地的速度,助力社會進步與升級。” 人工智能時代的腳步聲,似乎已經不遠。
責任編輯:pj

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