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1 Apr 2019, 2:25

如何让机器人与人工智能强强联手,帮助我们治疗疾病

通过更好地了解机器学习等复杂分析技术,有可能极大地提高机器人系统在医疗保健等行业的表现

未来,如果机器人和人工智能能够强强联手,这会让每个人的生活变得更轻松、更便捷。

在这个遥远的乌托邦,配有灵活生产线的智能工厂将能够以最及时的方式为人们生产高度定制化的产品。

与此同时,在医疗保健领域,将由以往无法想象的自动化技术为人们提供最高水平的治疗和护理服务。

这一切听起来太过美好而难以置信?您还别不相信。最近几项重要技术的集成使得这种场景远没有您想象的那么不可思议。

这种乐观看法源自于人们越来越认识到机器人与人工智能的互补性。二者的结合在工业领域会迸发出巨大的潜力。

不过,在探索一些令人兴奋的应用之前,首先我们要了解一些背景知识。传统上,机器人被认为是一种反应性的工作代理设备,机器人需要编程,然后遵循规定的命令集工作。然而,人工智能的广义特征就是开发出智能计算机系统,以执行通常需要人类智能才能完成的任务,它的应用意味着机器人可以自行“思考”。这就是二者结合让人兴奋的地方。

具体来说,人工智能包含一个名为“机器学习”的子领域,这涉及运用统计和数学优化,通过接触大量的数据来发现各种模式。然后,算法会利用积累的数据构建一个模型,以行使预测或决策功能,而无需为了执行任务进行显式编程。

不仅如此,受大脑神经网络结构的启发,这些算法可以按照不同的复杂程度分层构建。这种技术被称为深度学习,它可以实现形式更高级的模式识别,因此可以解决更多类型的问题。

机器人的用途

这在现实应用中意味着什么呢?是的,我们已经看到了人工智能及其各个子领域被用于开发一系列的应用程序,包括 AmazonAlexa 和苹果的 Siri 等虚拟助手应用程序。机器人和人工智能在工业领域的强强联手正在引起令人兴奋的涟漪,而且这种应用正越来越多地影响各行各业。

普华永道 (PwC) 最近一份报告指出,医疗保健会是潜在的主要应用领域之一,该报告指出了该领域适合采用人工智能的几个趋同趋势。首先,人口老龄化意味着全球都希望降低医疗成本。与此同时,传感器和无线互联技术的最新进展以及 IT 系统的升级意味着现在可以获取更高水平的医疗数据。这使得数据的获取更具自主化,患者比以往能够更多地掌握自己身体的医疗情况。

普华永道表示,这些因素意味着医疗行业完全有能力充分利用机器人和人工智能日益增强的能力,从而采用更自动化的系统,这些系统可开始辅助做出或者自行做出会对个人生活具有更大影响的决策。最终,人工智能可以用于检查、诊断、治疗和病人护理,帮助临床医生加快决策速度,甚至完成某些任务。

那么,这些技术最初的用途会包含哪些呢?在检查方面,IPPR 政策智库最近一份报告指出,具有人工智能的自动化系统可在减轻重复性和管理性任务的负担方面发挥巨大作用,从而解放工作人员,让他们有更多的时间用于为患者提供直接治疗服务。应由数字技术完成的活动有多种,其中包括医疗记录传达、预约和处方开具等。

该报告还预测了机器人和人工智能系统强强联手,为患者提供评估和治疗服务以及支持临床实践的未来情形。例如,前来医院就诊的患者可以先由一个带有人工智能系统(包含机器学习)的自动化评估套件进行数字化分流,这种系统甚至能够诊断出肺炎、乳腺癌、皮肤癌和眼疾等疾病以及糖尿病前兆症状等。 

更值得注意的是,机器人有可能代替医生为患者做手术。目前,由外科医生控制台、操作臂、监控系统和软件组成的远程手术机器人系统已被用于辅助医生进行微创手术,能够以超出人手的准确性和灵活性执行打结、装螺丝钉和缝线等任务。加州公司 Intuitive Surgical 制造的“达芬奇”机器人手术系统也许是该技术最著名的示例,目前已有 4500 余台这种机器人在全球各地服务。

事实上,Allied Market Research 的一份报告指出,2017 年全球手术机器人的市场额为 562.94 亿美元,预计到 2024 年将增长至 987.37 亿美元。随着患者越来越愿意接受自动化手术的概念,其应用范围在未来几年还会迅速扩张。以英国为例,CMR Surgical 公司最近推出了 Versius 机器人。据该公司介绍,这款机器要比现有机器人更小巧、更灵活,用途也更广,因此可用于更多类型的手术。

会思考的机器人

从长远来看,使用人工智能机器人将会真正地加快自动化手术的应用步伐。这还是一个相对较新的研究领域,第一款这种设备直到最近才开始崭露头角。举例来说,去年马斯特里赫特大学医学中心的整形外科医生使用“机器人手”进行了世界首例超显微外科手术,该设备可以缝合患者手臂上 0.3 至 0.8mm 的血管。这款机器人由 Microsure 公司(分拆自埃因霍温科技大学)与马斯特里赫特大学共同研发,并由一名外科医生控制,该医生的手部动作经过专门分析并被转化为幅度更小、更精确的动作,以便由机器人的“小手”完成。该设备还利用了人工智能来稳定外科医生动作中的各种震颤,以使手术更容易进行。展望未来,外科医生有望在执行其他类型的复杂显微外科手术(例如组织修复)中使用这种人工智能机器人。

在手术结束后,机器人还可在术后护理中发挥作用。据 IPPR 的报告预测,带有人工智能语音识别软件的“床边机器人”会有巨大的发展空间。这种机器人可在患者进食、交通和康复中提供帮助。机器人及其数字系统将会加强与患者亲友的交流,利用生物传感器,将能够远程监测临床观察症状,并可在患者出现脓毒症等可能危及患者生命的情形时,提醒医生做出反应。

除医疗服务外,所谓的“照护机器人”可让老年人拥有更多能力,让他们的生活更美好、更长寿和更充实,同时提高社会关怀水平,让人们与亲友保持更密切的社会交往。

实现潜力

那么很显然,从诊断和治疗,再到康复和护理,机器人和人工智能正对整个医疗行业产生显著影响。那么问题来了:下一个应用领域会是哪里?这种技术能否用于健身和生活方式等一些相关领域并发挥重要作用呢?Fitbit 等可穿戴设备的市场额近年一直呈指数级增长,如今,随着人工智能理解能力以及机器学习能力的提升,这类设备也会被越来越多地用于监测一些可预测的关键身体指征,从而在健康问题初现阶段就及早发现,同时提供治疗方案建议。在这种情况下,也许不再需要医学专家进行诊断,人工智能将能够从数据分析中掌握诊断模式并做出诊断。

简而言之,机器人和人工智能有望在一系列应用领域取得巨大进步。而且,这两种令人兴奋的互补技术的真正潜力也许会远远超出我们的想象。

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1 Apr 2019, 2:25