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未来机器人 一起工作 互相学习,赋能远程诊疗 共享医疗资源 5G 助你我活得更健康

2019-08-20    阅读量:31521    新闻来源:互联网     |  投稿

据美国《连线》杂志网站近日报道,目前大部分人工智能研究都集中在个体智能体(Agent,指能自主活动的软件或者硬件实体)上,人工智能系统也一直是作为个体运作,但这些个体智能体不能组合成一个团队来学习、工作,也不能相互协作完成相应的任务。麻省理工学院航空航天教授乔纳森·豪认为,这种工作模式丧失了一个巨大的机会,未来机器人应该一起工作,互相学习。


在分布计算领域,人们通常把在分布式系统中持续自主发挥作用并具有自主性、交互性、反应性和主动性的计算实体称为Agent中国机械网okmao.com。例如一辆单独行驶在街道上的汽车,一种能根据周围环境变化而不断调整的恒温器。


豪领导的研究团队一直致力于研究改变“移动和人工智能设备相互协作和学习的方式”,希望通过人工智能的核心能力——机器学习,帮助智能对象,使彼此更智能。


豪认为,未来机器人可以互相学习,共同工作,从而改变物流(机器人完成订单并送货上门)和太空探索(机器人合作探索新领域)等行业。而真正的挑战是为这些人工智能机器人在实验室之外的真实世界做好准备,这才是人工智能应该涉猎的领域。


机器人个体结成团队工作


现实世界远比人工智能机器人开发实验室环境复杂。在团队工作中,人类会思考,其他人在做什么?如何共同完成任务?这个任务会发生怎样的变化?等等。而这些问题,都将是机器人以团队形式工作时所需要“考虑”的。


为了让机器人以群体形式工作,豪带领的团队让智能体在周边环境中反复试验,像人类一样学习。团队利用他们自己开发的新算法,以及机器人行业的经验,对其进行了优化,使用了一种名为强化学习的机器学习技术,让它们适应周边环境。


团队甚至更进一步研究了“多智能体”参与时发生了什么。“多智能体”强化学习这门新兴学科存在许多难题,包括:如何让独立的智能体在其他方面建立共识并达成一致?如何确保它们之间不断的交谈不会淹没整个网络?当一个有人工智能功能的机器人认为自己知道正确的做事方式,但它却错了时又会发生什么?


豪说:“如果我们对什么时候去吃晚饭都有不同的看法,你需要多少沟通才能达成一致?这看起来相对简单的问题,但在机器人系统中,我们要处理的问题非常多,通常这些问题都有很多不确定性。”


只有出现了可行的深度学习平台,才有可能真正回答这些问题。豪和他的团队使用由亚马逊的EC2 GPU实例支持的AWS深度学习AMI环境,这些实例不需要管理机架和服务器,就可以在云上执行非常复杂的计算。他们的最终目标是训练和运行强化学习模型的速度和准确性,以保证机器人足以应对现实世界中行为的影响。比如,当机器人意见不一致时,它们之间不断的唠叨不会淹没整个网络。


复杂计算需要云平台


在智能机器人共同学习的理想生态系统中,整体大于部分之和,这需要重大的技术努力才能实现。


在亚马逊云服务(AWS)、波音和IBM联合资助下,豪的团队已经进行了一段时间的深入研究,通过足够的计算能力运行复杂的强化学习算法,使一群机器人保持不断的通信,并在联机中调整它们的行为。新的强化学习系统被称为分层多智能体教学,通过优化奖励功能和更有效的沟通,成功地提高了机器人在团队范围内的学习和协作整合解决问题的能力。利用基于云的服务,团队中的每个成员都可以根据自己的需要,访问尽可能多的计算能力。


“在这种基于模拟的训练中,我们要测试数百种设置,速度是至关重要的。”豪教授的硕士研究生金东基(音译)说,“机器学习直接转化为我们在更短的时间内运行更多迭代的能力。AWS提供了强大的GPU实例,大大缩短了训练时间,加快了我们的研究步伐。”


豪认为,这项研究商业化需要5—10年的时间,但这可能是未来人工智能应用的一个基本推动者。他表示,合作、有弹性机器人的用途几乎是无限的。




5G技术,正在助我们变得更健康。


凭借5G的高速传输,远在大城市的医生可以为身处偏远山区的患者进行一场精确的手术。再加上人工智能对图像识别的助力,不少疾病已能够得到更有效的筛查。


从求医问诊到手术治疗,5G技术都有机会大展拳脚。以5G为代表的新一代信息技术,将深刻改变人类的医疗模式。


远程医疗领域创造多个“世界第一”


如果说人工智能、物联网、大数据、云计算等信息技术是“高铁列车”,那么5G便是诸多“黑科技”穿梭其上的“路基”和“铁轨”。相比4G,5G远超10倍的用户体验速率、仅1毫秒的传输时延、10倍连接数密度等性能,为医疗过程的便捷与高效提供了有力支持。


在5G技术的支持下,医生可以更快地调取图像信息、开展远程会诊和远程手术;三甲医院的医生可以同偏远地区的医院进行视频通话,随时就诊断和手术情况进行交流……


今年,利用5G技术,中国在远程医疗领域创造了多项“世界首次”的突破,标志着5G远程医疗与人工智能应用达到新高度。


今年3月,中国人民解放军总医院成功完成全国首例基于5G的远程人体手术——远在海南的神经外科专家凌至培,通过5G网络传输的高清画面远程操控手术器械,为身在北京的患者实施了帕金森病“脑起搏器”植入手术。


今年6月,北京积水潭医院院长田伟利用5G技术,同时远程操控两台天玑骨科手术机器人,为浙江嘉兴和山东烟台的两名患者实施手术。这也是全球首例骨科手术机器人多中心5G远程手术。同样是在6月,四川省人民医院启用5G城市灾难医学救援系统,并首次将5G技术运用于灾难医学救援。


国家卫生健康委规划与信息司司长毛群安认为,未来5G技术与医疗领域的创新将会催生出诸多医疗场景。在监护与护理、医疗诊断与指导、远程机器人等领域,5G技术将催生出无线监护和输液、远程查房、远程实时会诊、远程机器人检查和手术等新的应用场景,极大改变未来就医形式。


规模不大的医院也能有“大牌专家”


在人口老龄化趋势和公众健康需求持续攀升的背景下,5G的出现及应用可谓恰逢其时。


专家指出,目前中国的优质医疗资源仍然紧缺,城乡之间的诊疗水平差距较大,5G技术的到来有望改变这一现状,通过构建新的远程医疗模式,让更多患者就近享受高质量的医疗服务。


对医院而言,5G技术将带来怎样的变革?业内人士认为,5G在医疗行业的应用,有利于促进上下层医疗资源的交流,促进学科诊疗规范化发展,5G将成为医联体连接的重要纽带。


互联网医疗系统与应用国家工程实验室主任赵杰说,5G在医疗领域的应用将推动公立医院体制改革,加速公立医院的转型。通过“云医院”,未来的医院可以实现跨界医疗、无国界医院;通过5G技术带来的4K高清视频带宽,可以将优质的医疗资源共享给各个医疗单位,快速提升基层医疗人员的水平;5G的应用还将助力大型公立医院临床科研走向聚变以及医院管理系统的全面集成。


今年4月,广东省人民医院的心外科专家郭惠明,利用5G网络远程“指挥”了一场心脏微创手术。而实施手术的是位于广东西部山区的高州市人民医院。过去,由于通信技术不佳,医院之间很难开展远程手术,传输设备和主刀医生之间的微小延迟,都可能给手术带来致命性的差错。而随着5G远程医疗的普及,基层医务人员可以更快掌握高难度手术,也能够帮助县级医院诊治更多患者。


中国将制定政策和标准推进“5G+医疗”


尽管应用广泛、前景光明,但在事关生命安全的医疗健康领域,5G的发展更需要“标准”和“安全”。


对此,毛群安指出,5G在医疗健康领域融合应用还是一个新生事物,参与主体多、涉及领域广、安全风险高,在发展过程中会遇到一些新的情况和问题,从监管来看,主要有三方面需要注意:


一是政策机制有待完善。由于无线通信技术和医疗领域的结合涉及到跨行业的应用,需要国家层面协调设计,加强监管保障,引导医疗行业5G应用的健康发展。


二是无线医疗应用场景众多,对网络需求的差异较大,目前还没有标准规范来定义5G健康医疗的网络指标要求。


三是监管手段有待进一步跟进,有可能存在医疗质量以及数据安全的风险,需要进一步创新监管方式,确保医疗质量和数据安全。


据悉,中国将强化顶层设计,制定远程医疗专网建设的支撑政策,加快远程医疗服务向基层延伸,促进全国范围内医疗资源的充分利用。同时将完善标准体系建设,重点推进无线医疗信息系统与产品、网络服务质量、数据互联互通、信息安全等标准的制定。在应用方面,将推进试点,重点开展基于5G网络的移动急救、远程会诊、机器人超声、机器人查房、医疗无线专网、远程医疗教学等应用研究,推动5G与医疗健康行业的创新融合。


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