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14/02/2020

【人工智能】AI全面提升防疫工作:疫情預測、病患追蹤、輔助研發疫苗

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  「COVID-19」新型冠狀肺炎病毒(俗稱「武漢肺炎」)持續擴散,為求控制疫情,全球各地不約而同把AI人工智能科技引入到防疫工作上。有外國初創公司以AI演算法預測武漢肺炎擴散情況;中國科企亦開始使用智慧監控及測溫系統,追蹤潛在感染者;更有人提出用AI輔助研發疫苗,令新藥得以盡快面世。

 

  2020年1月6日,美國疾病管制與預防中心(CDC)接獲新型病毒爆發的通知;1月9日,世界衛生組織(WHO)警告有類似流感的疫症在中國武漢爆發;但來自加拿大的健康監察初創企業BlueDot,早於2019年12月31日已向其客戶發布新型病毒的預警,比CDC與WHO足足早上一個星期!

 

  BlueDot的AI預警系統採用「自然語言處理(Natural Language Processing)」與「機器學習(Machine Learning)」等人工智慧技術,每日蒐集與分析當地和全球報紙上用65種語言發表的逾10萬篇新聞報道,加上WHO、CDC、聯合國糧食暨農業組織(FAO)及世界動物衛生組織(OIE)的官方報告,再輔以衛星氣候數據、具傳染病的昆蟲資料、國際航班資訊、人口統計資料、醫護人均比例,以至世界各地政經數據等,藉此追蹤全球100種傳染病的趨勢,並預測特定傳染病在某地區爆發的可能性。

 

  確認新冠病毒在武漢爆發後,BlueDot便著手估算哪些亞洲城市可能會出現疫情。其AI系統透過監察全球航空公司的訂票系統,推估中國感染者會甚麼時候離境前赴甚麼地方,結果準確預測出武漢肺炎擴散到泰國曼谷、韓國首爾、日本東京、以及台北等城市。

 

BlueDot推算出傳染病趨勢後,就會將預測結果發送給各國政府公共衛生單位、航空公司、醫院等,讓他們做好防疫準備。(圖片來源:BlueDot官網)

 

  除BlueDot外,波士頓兒童醫院附屬的非牟利機構HealthMap亦以AI演算法分析新聞網站內容、各種政府報告及其他數據後,同樣在2019年12月底發出不知名肺炎的預警。

 

  為甚麼AI公司可以比CDC、WHO等擁有龐大資源的國際組織更早發現疫情呢?究其原委,這些組織全靠政府提供的官方資料來監控疫情,惟當中卻難免涉及主觀因素與政治影響,更要經過多重官僚架構的驗證和核實,始可得出結論;AI系統則純粹根據新聞資訊和其他環境數據作出客觀判斷,免去不少人為干擾,所以能夠更快作出預測。國際市調機構Gartner認為,AI科技的進步可讓社會更迅速地應對各種傳染病。

 

由流行病學家約翰‧布朗斯坦(John Brownstein)創建的AI健康監測平台HealthMap,在CDC發布疫情消息一周前已發出預警。(圖片來源:HealthMap官網)

 

  中國本身也擁有不俗的AI技術,加上監控鏡頭遍布全國,故此在疫病爆發後,便可動用此監控天網追蹤感染者的行蹤。在浙江省杭州市,有一名市民從溫州回家後,便有公安找上門,命令他居家隔離兩個星期。被困在家裏十幾日後,他偷偷地駕車離家透透氣,惟卻被公安用人臉辨識技術西湖湖畔找到他。

 

  同屬浙江省的寧波市,公安部門比對監控系統畫面,發現一名確診者的染病過程:這名56歲男子出門去市場買菜,與另一名確診女子共同逗留在同一檔攤約15秒,當時兩人都沒有戴口罩,因而被傳染武漢肺炎。

 

  另一方面,中國各大科企亦紛紛推出AI測溫系統,協助找出疑似感染者。被美國列入科技黑名單的曠視科技,旗下新一代AI測溫系統可通過紅外線鏡頭識別人群中的體溫異常者,一旦有發現會自動發出警報,並立刻鎖定發燒者的人臉。此系統每秒可測量15人,最遠測量距離達3公尺,識別誤差為正負0.3℃,現已在北京部分地鐵站試用。

 

  新疆愛華盈通信息技術公司與公安部門合作研製的「智能體溫疫情監控測量系統」,每秒可測量2公尺內人群的體溫,誤差值少於0.5℃,能夠將體溫異常者的身份資料與體溫數據,即時傳送給疾控管理部門,現已在武漢市投入服務。

 

曠視科技的新型AI測溫系統結合人體識別、人臉辨識、紅外線/可見光雙傳感技術,可在遠距離快速篩查體溫異常者。(圖片來源:曠視科技官網)

 

  世衛總幹事譚德塞(Tedros Adhanom Ghebreyesus)表示,首批新冠病毒疫苗可望在18個月內備妥,但這只是「遠水」,未能解救眼前的「近火」。因此有人倡議,使用AI輔助科學家開發藥物及疫苗,加快製藥進程。

 

  其實,AI 輔助疫苗研製早有先例。2019年7月,澳洲福林德斯大學(Flinders University)用AI技術成功研發出一種全新流感疫苗,能夠比一般疫苗更有效刺激人體免疫系統,產生較多的流感病毒抗體。這是全球第一個以AI輔助開發而進入人體試驗階段的流感疫苗。

 

  阿里巴巴的研究單位阿里達摩院與浙江疾控中心便攜手開發出「智能化全基因組診斷和分析系統」,通過AI演算法將原需數小時的疑似武肺病例基因分析縮短至半小時。同時,為協助科研機構開發新疫苗,阿里雲又會提供大規模的深度學習演算法平台,並減少專用軟件的使用費。百度旗下的百度研究院就更加慷慨,免費開放其AI演算法平台「LinearFold」予防疫中心及研究機構使用,可將新冠病毒的全基因組二級結構預測從55分鐘縮短到27秒。

 

馬雲於2017年宣布成立「阿里巴巴達摩院」,進行基礎科學和顛覆式技術創新研究。今次達摩院便跟浙江疾控中心合作研發「智能化全基因組診斷和分析系統」。(圖片來源:阿里足跡官網)

 

  在AI的幫助下,公共衛生組織可在病毒爆發初期對疫情作出正確評估,及早實施防疫措施;中期可追蹤感染者的行蹤,堵截疫情擴散;後期則可輔助研製疫苗,讓新藥得以盡快推出,徹底根治病患。經此一役,AI應用已滲透至防疫工作的不同層面,讓智慧防疫和智慧醫療進入新的里程碑。

 

 

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