AI走上疫情防控前線

李偉

無人化配送物資

據(jù)美國《大眾科學》雜志報道，在疫情隔離區(qū)，對藥品、醫(yī)療物資和生活物資實施無人化配送，可以最大限度地減少人員接觸，有利于疫情的防控。美國的兩家科技公司在這方面開展合作，開發(fā)出一款可用于疫情隔離區(qū)無人化物資配送的貨運車輛。

美國加州的Nuro公司創(chuàng)立于2016年6月，由兩位來自谷歌的自動駕駛項目工程師主導。這兩位工程師曾經(jīng)從谷歌公司知名的自動駕駛項目中獲得數(shù)百萬美元獎金。Nuro公司于2018年1月發(fā)布了第一款產品R1。它是一款采用AI系統(tǒng)的自動駕駛電動送貨車，旨在為個人用戶或商家提供短途運輸服務，運送雜貨、禮品等。與自動駕駛乘用車有所不同，Nuro只有轎車的一半長，有4個隔間和包括激光雷達、照相機在內的設備。目前Nuro公司已經(jīng)與美國的兩家零售業(yè)巨頭沃爾瑪和克羅格合作，在美國休斯敦開展自動運輸服務。

UiPath是一家在AI流程自動化領域快速發(fā)展的創(chuàng)業(yè)公司。該公司使用基于AI的軟件來幫助企業(yè)運行重復的業(yè)務，以騰出人力資源來處理更復雜的工作。目前該公司已經(jīng)擁有的客戶包括美國陸軍、國防后勤局、美國航空航天局、美國海軍和退伍軍人事務部等。

在這兩家公司新近設立的合作項目中，R1無人駕駛貨車的AI系統(tǒng)得到升級，包括3個核心元素：一是物資派送過程監(jiān)控系統(tǒng)，通過功能強大的記錄器實現(xiàn)對目標用戶的確認和區(qū)分，并要求用戶通過掃碼的方式領取限定數(shù)量的物資;二是數(shù)字化程序控制系統(tǒng)，可以讓貨車沿著設定的路線完全獨立地執(zhí)行運輸和派送任務，無需人為介入;三是智能化自動消毒系統(tǒng)，每位用戶取走物資后，系統(tǒng)就用紫外線和消毒噴霧對車內空間和待派送的物資進行消毒。

模擬藥物設計

全球健康藥物研發(fā)中心（GHDDI）與中國清華大學合作，將藥物研發(fā)資源開放給科研人員，共同加速新型藥物研發(fā)。此次GHDDI開放的資源主要是針對能有效作用于新型冠狀病毒的藥物的研究，AI在其中發(fā)揮了重要作用。

為了能夠在短時間內提供可能有效的藥物，用于迅速緩解疫情，“老藥新用”是一種重要手段，即篩選已經(jīng)通過臨床實驗驗證的、安全性有一定保證的藥物，從而加快候選藥物的研發(fā)速度。開發(fā)藥物有其客觀的時間規(guī)律，一般需要5年到10年，而“老藥新用”通?？梢源蟠罂s短時間。

AI藥物研發(fā)和大數(shù)據(jù)分享平臺，涵蓋了以往冠狀病毒相關研究中涉及的900多種小分子在不同階段的實驗信息，以及2000多個冠狀病毒的相關文獻記錄，并且實時更新新型冠狀病毒的前沿信息。這可以幫助科研界人士參與提煉有用信息并得到啟發(fā)，共同助力針對新型冠狀病毒的研究。大數(shù)據(jù)分享平臺和多個化合物分子庫，可以幫助科學家高效篩選出經(jīng)過臨床實驗的、安全性已知的化合物，有效縮短針對疫情的藥物研發(fā)時間。

此外，GHDDI團隊還根據(jù)新型冠狀病毒和SARS病毒的同源性，建立了多個結構模型，并開展了一系列分子動力學模擬運算，利用AI模擬進行藥物設計。

借助AI系統(tǒng)提高效率，在獲得新病毒的基因序列之后的幾天內，就能完成藥物設計模型的建立，為進一步探索藥物的作用機制，實現(xiàn)“老藥新用”的虛擬篩選，以及后續(xù)的藥物設計和開發(fā)奠定了基礎。

遠距離篩查人員

據(jù)英國《每日電訊報》報道，在防控病毒的傳播方面，AI能夠提供幫助。英國格拉斯哥大學生命科學專業(yè)研究員丹尼爾·斯特賴克表示：“AI可以從航班記錄、交通信息等方面收集人員活動的數(shù)據(jù)。”

斯特賴克領導的研究團隊提出“人體識別+人像識別+紅外傳感器”的創(chuàng)新解決方案，通過前端紅外相機鑒別人流中的體溫偏高人員，再根據(jù)疑似發(fā)燒者的人體、人臉信息，利用AI技術，輔助各類公共場所（火車站、汽車站、地鐵站、機場）中的高密度人員流動場景下的工作人員，快速篩查體溫異常者，實現(xiàn)密集人流中的非接觸型AI輔助溫感解決方案，提高開放場所的人員通行效率和可控程度。

Nuro公司的R1無人駕駛貨車

遠距離測溫系統(tǒng)的可視化監(jiān)控設施

這種新型解決方案的識別效率較高。相比于人工近距離檢測手段和傳統(tǒng)的發(fā)熱篩查系統(tǒng)，新方案將重點放在遠距離測溫精度及高密度人流中的可用性兩方面。該方案利用AI技術，可以針對口罩的遮擋進行專項模型優(yōu)化。這樣一來，即使在口罩和帽子大面積遮擋人臉的情況下，系統(tǒng)也能幫助工作人員快速篩查人群。人們無需摘下防護物，也無需排隊聚集，就可以接受篩查，大大提升了公共空間的安全性和檢測效率。

該系統(tǒng)的另一大特點是，可以支持超過3米的非接觸遠距離測溫，一旦發(fā)現(xiàn)疑似發(fā)熱人員就會自動報警，識別誤差在0.3攝氏度之內。該系統(tǒng)可以幫助工作人員快速確定發(fā)熱人員的位置，以便進行進一步的檢測確認和醫(yī)學觀察。

美國哈佛大學醫(yī)學院創(chuàng)新研究部負責人約翰·布朗斯坦表示，格拉斯哥大學的這個項目很有價值?！叭绻餍行约膊≡诿绹驓W洲廣泛傳播，那么采用上述篩查系統(tǒng)，再通過AI軟件關注社交媒體、新聞報道和醫(yī)療信息，就可以比較有效地防控疫情。”

厘清病毒的前世今生

據(jù)日本《大人之科學》雜志報道，每當新型病毒襲來，人們往往會陷入被動，這主要是因為人類對于病毒的研究還不夠深入。

在地球上，除了病毒以外，所有生物都是由細胞組成的。病毒的數(shù)量至少是其他生物數(shù)量總和的10倍以上。哪里有細胞生命，哪里就有病毒。從酸性的高熱噴泉，到嚴寒的南極冰川，再到堿性咸水湖，所有細胞能生存的地方，都有病毒相伴而生。病毒的種類極多，且非常善變，很難系統(tǒng)地研究?？茖W家只有借助AI系統(tǒng)，才能高效地對病毒進行識別、分類，再利用數(shù)字模型對其特性進行分析。

科學家首先要解決對病毒進行分類的問題，這需要AI的幫助。病毒非常小，20萬個首尾相連才能達到1毫米，需要在電子顯微鏡下觀察。只有AI才能夠在較短的時間內對成千上萬種病毒進行觀測和記錄。每一種病毒都具有獨一無二的形狀。比如，科學家從酸熱環(huán)境中找到的病毒有檸檬形、紡錘形、長絲形和水瓶形，等等。通過外形對病毒進行分類和研究，有助于揭示各類病毒的特性，從而預測它們對生物可能產生的影響。這項工作需要AI建立并運行數(shù)字模型。

研究病毒的另一個重要方法是查清它的發(fā)展史，通過發(fā)展路徑預判其可能產生的變異。在古生物學領域，年代超過30億年的細菌化石已經(jīng)被找到，但病毒化石還未進入研究領域。這是因為病毒化石無法探測嗎？不是，原因在于人們還沒有開發(fā)出“病毒考古”技術。

尋找病毒化石是當前古生物學家和病理學家共同感興趣的課題。今年1月，日本科學家在噴泉中的石英顆粒內分離出了病毒，并且證實那是一種遠古的病毒。接下來，科學家將利用AI建立的模型分析遠古病毒與現(xiàn)代病毒的關系，找到其變異的模式。這可以說是“病毒考古學”的開端。地球上的石英層中可能隱藏著大量遠古病毒。AI可以厘清每一類病毒的前世今生，從而實現(xiàn)有效防控。

編輯：姚志剛 winter-yao@163.com