人工智能在抗疫中的應(yīng)用

王石萌

摘 要：在疫情防控過(guò)程中，除了黨中央正確領(lǐng)導(dǎo)外，人工智能的應(yīng)用也發(fā)揮著中流砥柱的作用。隨著科技抗疫工作的全面展開(kāi)，人工智能技術(shù)充分展現(xiàn)出“硬核科技”的實(shí)力，在疫情監(jiān)測(cè)分析、智能醫(yī)療救治和復(fù)工復(fù)產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

關(guān)鍵詞：人工智能;疫情監(jiān)測(cè);智能醫(yī)療;復(fù)工復(fù)產(chǎn)

中圖分類號(hào)：TP18文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）10-0006-03

The Application of Artificial Intelligence in the Prevention and Control of COVID-19

WANG Shimeng

（School of Information Engineering， Zhengzhou University，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： In the process of COVID-19 prevention and control， in addition to the correct decision of the Party Central Committee， artificial intelligence technology has played an extremely important role. With the comprehensive development of scientific and technological anti epidemic work， artificial intelligence technology fully demonstrates the strength of "hard core technology"， and plays a key role in the field of epidemic monitoring and analysis， intelligent medical treatment and return to work.

Keywords： artificial intelligence;epidemic surveillance;intelligent medical treatment;resumption of work and production

1 研究背景

2020年初，一場(chǎng)突如其來(lái)的疫情徹底打破了人們迎接春節(jié)的喜悅和回家過(guò)年的愿望。所有人不得不待在原地隔離，急速增長(zhǎng)的病例數(shù)和“人傳人”的證實(shí)讓所有人陷入恐慌和無(wú)助中，人們仿佛經(jīng)歷了第二次“非典”。但幸運(yùn)的是，同2003年非典疫情相比，我們的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)更加完善，信息獲取的途徑更加多樣化，醫(yī)療水平位居世界前列。

在新冠疫情防控中，習(xí)近平總書(shū)記強(qiáng)調(diào)：“要鼓勵(lì)運(yùn)用大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算等數(shù)字技術(shù)，在疫情監(jiān)測(cè)分析、病毒溯源、防控救治、資源調(diào)配等方面更好發(fā)揮支撐作用。”[1]全國(guó)人民萬(wàn)眾一心，眾志成城，各級(jí)政府聯(lián)手科技網(wǎng)絡(luò)公司，利用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)分析疫情數(shù)據(jù)，研發(fā)科技產(chǎn)品，助力抗疫。隨著科技抗疫工作的全面展開(kāi)，人工智能技術(shù)充分展現(xiàn)出“硬核科技”的實(shí)力，在疫情監(jiān)測(cè)分析、智能醫(yī)療救治和復(fù)工復(fù)產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

2 疫情監(jiān)測(cè)分析

疫情暴發(fā)初期，我國(guó)主要采取傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)防控手段，依靠大量人力、物力開(kāi)展疾病監(jiān)測(cè)、感染源排查，但隨著疫情形勢(shì)日益嚴(yán)峻，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段的弱點(diǎn)逐漸暴露出來(lái)。傳統(tǒng)手段存在傳播預(yù)警不及時(shí)、感染軌跡追蹤效率低、增大線下傳播風(fēng)險(xiǎn)等弊端。尤其是在疫情完全暴發(fā)的春運(yùn)高峰期，大規(guī)模的人員流動(dòng)給人員排查和精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)帶來(lái)了極大困難。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)手段無(wú)法實(shí)現(xiàn)迅速響應(yīng)、實(shí)時(shí)預(yù)警、快速排查和精準(zhǔn)溯源，若想實(shí)現(xiàn)這些，必須借助人工智能和大數(shù)據(jù)的技術(shù)手段[2]。

基于機(jī)器智能的自主分析方法，采用模式識(shí)別、虛擬仿真、機(jī)器學(xué)習(xí)、可視化等技術(shù)，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，做到事前預(yù)警、事中輔助和事后評(píng)估。人工智能對(duì)數(shù)據(jù)具有極高的敏感性，能更客觀地分析數(shù)據(jù)，幫助決策者對(duì)疫情產(chǎn)生的區(qū)域和環(huán)境進(jìn)行全方位掃描，快速發(fā)現(xiàn)和確定問(wèn)題所在，以便人們快速采取行動(dòng)。更重要的是，人工智能具有極強(qiáng)的抗干擾能力[3]。疫情期間，信息眾多，人們采集的信息會(huì)受到各種干擾，輿論放大效應(yīng)有時(shí)會(huì)讓人很難準(zhǔn)確地對(duì)信息進(jìn)行客觀真實(shí)的分析，人工智能可以抵抗各種信息的干擾，從海量數(shù)據(jù)中查找規(guī)律，提高決策者的判斷力。

自疫情發(fā)生以來(lái)，信息的及時(shí)、準(zhǔn)確、透明是最大的訴求。為了更好地實(shí)現(xiàn)疫情監(jiān)測(cè)，各大科技公司研發(fā)了疫情地圖，生成大數(shù)據(jù)報(bào)告，借助定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，精準(zhǔn)預(yù)判和科學(xué)引導(dǎo)，為疫情防控保障工作助力。

2.1 疫情地圖

疫情地圖采取可視化技術(shù)，將大量抽象的數(shù)據(jù)，例如，確診人數(shù)、新增患者、疑似病例、治愈患者等，借助圖形、圖表等具象的形式描述出來(lái)[4]。通過(guò)視覺(jué)化處理，使復(fù)雜、煩瑣、晦澀難懂的信息變得清晰簡(jiǎn)明，讓人一目了然，便于理解。

基于國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)每日公布的官方數(shù)據(jù)，各大科技公司均推出了不同形式的疫情地圖，分別從不同角度反映疫情情況，描述各項(xiàng)數(shù)據(jù)。其中，“丁香園”和“騰訊醫(yī)生”推出“新冠肺炎疫情實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖”。該動(dòng)態(tài)圖是基于中國(guó)地圖的熱力圖，通過(guò)紅色明度的不同表示各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）疫情的嚴(yán)重程度。點(diǎn)擊具體的省份，又可以查看各市區(qū)的數(shù)據(jù)，強(qiáng)烈的色階對(duì)比讓用戶更直觀地感受到不同地區(qū)的疫情情況。

百度公司推出“疫情實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)報(bào)告”，以地圖和圖標(biāo)的方式，向人們清晰地展示最新的疫情數(shù)據(jù)，包括疫情動(dòng)態(tài)、遷徙地圖、新增確診病例來(lái)源等板塊。據(jù)統(tǒng)計(jì)，疫情暴發(fā)后，平均每天有超過(guò)10億的人次通過(guò)百度大數(shù)據(jù)報(bào)告了解最新疫情信息。得益于大數(shù)據(jù)的支撐，人們能在第一時(shí)間獲取準(zhǔn)確可靠的信息，提高自我防范意識(shí)，降低交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 定位系統(tǒng)

傳染病都有一定的潛伏期，如果采用傳統(tǒng)的詢問(wèn)方式，不僅工作量巨大，而且會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間。此外，在詢問(wèn)過(guò)程中，有些患者出于各種原因，隱瞞病情和出行路線，由此造成的信息不足或信息錯(cuò)誤不僅給疫情防控造成極大的困難，而且會(huì)提高傳染的風(fēng)險(xiǎn)。但若借助GPS定位系統(tǒng)，便可迅速準(zhǔn)確地定位疑似病例或確診病例的當(dāng)前位置信息，借助政府平臺(tái)，可查詢到其手機(jī)號(hào)、身份證號(hào)、最近乘坐的航班號(hào)、車次號(hào)以及車廂位置，再以此為中心查詢車上其他密切接觸者的信息。除此之外，人臉識(shí)別、數(shù)字畫(huà)像等人工智能技術(shù)，也能從海量信息中解析和識(shí)別特殊個(gè)體，實(shí)現(xiàn)快速篩查，從而對(duì)他人的行蹤進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)重要目標(biāo)的精準(zhǔn)定位，提高防疫的精準(zhǔn)度和效率，降低交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 智能外呼系統(tǒng)

智能外呼系統(tǒng)采用語(yǔ)音識(shí)別、知識(shí)圖譜和自然語(yǔ)言處理的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效率的疫情信息監(jiān)測(cè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，智能外呼系統(tǒng)的接通率整體在80%以上，完成率超過(guò)85%，效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工速度[5]。廣州疾控中心在疫情防控期間使用阿里云提供的智能外呼系統(tǒng)，大大提高了疫情監(jiān)測(cè)的效率、時(shí)效性和準(zhǔn)確性。百度推出的智能外呼機(jī)器人，能快速排查社區(qū)人員的健康情況，對(duì)本地或外地居民進(jìn)行排查回訪。據(jù)了解，電話撥通后，智能機(jī)器人會(huì)自動(dòng)詢問(wèn)一些被訪問(wèn)人員的相關(guān)信息，并將受訪者的答復(fù)記錄下來(lái)，轉(zhuǎn)化為文字信息，輸入數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存。此后，平臺(tái)也會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的居民疫情信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，生成分析報(bào)告，實(shí)現(xiàn)對(duì)該區(qū)域內(nèi)居民健康信息的普查收集，將相關(guān)信息上報(bào)給社區(qū)工作人員，以便確認(rèn)和有效防治。

3 智能醫(yī)療診斷

面對(duì)新型病毒，醫(yī)療機(jī)構(gòu)在確診、治療、預(yù)防中缺乏可參考的樣本病例，需要通過(guò)對(duì)大規(guī)模病例特征數(shù)據(jù)的提取、建模、分析，并依托機(jī)器學(xué)習(xí)算法，快速形成有效的治療方案。人工智能采用深度學(xué)習(xí)算法，在影像視覺(jué)分析、藥物研發(fā)、云平臺(tái)問(wèn)診服務(wù)中均有重要作用。

3.1 影像視覺(jué)分析

基于人工智能技術(shù)的輔助診治系統(tǒng)，可以對(duì)感染者的肺部病變圖像進(jìn)行分析，或者對(duì)患者的病歷等歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，形成診斷結(jié)果，有助于醫(yī)生對(duì)患者病情的精準(zhǔn)判斷和治療，提高醫(yī)生診斷效率和準(zhǔn)確率。例如，聯(lián)影智能科技有限公司研發(fā)的“AI+CT”新冠肺炎智能輔助分析系統(tǒng)，采用深度學(xué)習(xí)的算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)肺部CT影像的分割，并自動(dòng)生成診斷報(bào)告，幫助醫(yī)生進(jìn)行初步篩選和判斷，提高了工作成效。依圖醫(yī)療公司自主研發(fā)的“新冠肺炎CT影像智能診斷系統(tǒng)”，通過(guò)CT數(shù)字影像提取定量參數(shù)，能在5 s內(nèi)完成數(shù)百?gòu)堘t(yī)療影像的初步診斷，幫助醫(yī)生進(jìn)行初步篩選和判斷，并自行進(jìn)行評(píng)估，是臨床醫(yī)生的得力助手。

3.2 藥物研發(fā)

用于藥物研發(fā)的人工智能產(chǎn)品依據(jù)深度學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)病毒基因特性提取、輔助藥物篩選等。研制疫苗是個(gè)漫長(zhǎng)的工作過(guò)程，需要從已有的所有藥物中篩選，老藥、新藥的數(shù)據(jù)量很多，若單純依靠人力，時(shí)間過(guò)久，而借助人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，則會(huì)加快藥物篩選的過(guò)程。例如，清華大學(xué)藥學(xué)院的人工智能藥物研發(fā)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，收集了冠狀病毒研究中涉及的900多個(gè)小分子的實(shí)驗(yàn)信息，借助人工智能可加快實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)篩選。

3.3 云平臺(tái)問(wèn)診系統(tǒng)

基于自然語(yǔ)言處理的云平臺(tái)問(wèn)診系統(tǒng)，可以在線為病患提供問(wèn)診服務(wù)，避免病毒的傳播，提高患者的就醫(yī)效率?；ヂ?lián)網(wǎng)平臺(tái)推出了很多類似騰訊醫(yī)典、百度醫(yī)生、阿里健康的大型問(wèn)診平臺(tái)，個(gè)人將自己的癥狀在輸入框中描寫(xiě)清楚后，醫(yī)生可以進(jìn)行線上初步診斷，同時(shí)也會(huì)顯示此前相關(guān)癥狀的病人的診治結(jié)果。例如，丁香醫(yī)生、春雨醫(yī)生等專業(yè)醫(yī)療平臺(tái)，也推出了針對(duì)新冠疫情的問(wèn)診服務(wù)，為人們提供即時(shí)解答服務(wù)，減少醫(yī)院的人流量和負(fù)荷，降低線下交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)。除了線上問(wèn)診服務(wù)外，這些平臺(tái)每天還會(huì)發(fā)送“如何有效預(yù)防新冠”“如何正確佩戴口罩”“如何快速識(shí)別口罩是否正規(guī)”等推文，使人們正確認(rèn)識(shí)新冠病毒，科學(xué)預(yù)防，緩解恐慌和壓力。

4 復(fù)工復(fù)產(chǎn)保障

我國(guó)能在疫情得到控制后迅速實(shí)現(xiàn)復(fù)工復(fù)產(chǎn)，得益于“健康碼”、國(guó)家政務(wù)服務(wù)平臺(tái)和智能體溫篩選系統(tǒng)的使用。這些人工智能產(chǎn)品為恢復(fù)正常社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)、恢復(fù)人民正常工作和生活?yuàn)蕵?lè)提供了重要保障。

4.1 健康碼

健康碼是一個(gè)二維碼。掃碼結(jié)果為紅、黃、藍(lán)三色，以區(qū)分用戶是否接觸過(guò)確診病例、疑似病例以及是否來(lái)自疫區(qū)，并明確隔離時(shí)間長(zhǎng)短。2020年2月15日，國(guó)家信息中心和騰訊公司聯(lián)合啟動(dòng)共筑疫情“數(shù)據(jù)長(zhǎng)城”計(jì)劃，將健康碼推向全國(guó)，可面向全國(guó)提供社區(qū)人員登記、健康自查上報(bào)、疫情線索舉報(bào)、發(fā)熱門(mén)診查詢和口罩購(gòu)買(mǎi)等服務(wù)，大幅度提高數(shù)據(jù)采集和使用效率[6]。

健康碼為復(fù)工復(fù)產(chǎn)保駕護(hù)航。健康碼上除了記錄個(gè)人健康、出行軌跡外，還專門(mén)開(kāi)設(shè)了企業(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)的申請(qǐng)登記和員工返崗健康安全等級(jí)，合成“生成地點(diǎn)碼”，要求公布于廠區(qū)門(mén)口，人員每天進(jìn)出掃碼，綠碼者放行上崗。健康碼還對(duì)企業(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上追蹤和大數(shù)據(jù)分析。

健康碼為恢復(fù)人們的正常生活提供保障。2020年7月正值暑假旅游高峰，當(dāng)時(shí)我國(guó)疫情雖然得到控制，但是病毒依舊存在。此時(shí)，健康碼作為“盾牌”就發(fā)揮了極大的作用，每位旅行者到達(dá)一個(gè)新的城市，在高鐵出站口必須要掃碼，并填寫(xiě)個(gè)人詳細(xì)信息。每次的掃碼結(jié)果都會(huì)上報(bào)到個(gè)人數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，可謂“一人一碼，安全走天下”。借助健康碼，人們的假期旅途并沒(méi)有因疫情而受到影響，依舊歡樂(lè)且安全。

4.2 智能溫感檢測(cè)系統(tǒng)和人臉識(shí)別結(jié)合

傳統(tǒng)的體溫檢測(cè)方式誤差大、效率低，并且有交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)?；诖?，將人臉識(shí)別技術(shù)與體溫檢測(cè)相結(jié)合，實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)庫(kù)，可快速對(duì)發(fā)熱人員進(jìn)行身份驗(yàn)證，并快速追溯此人最近的蹤跡，有效遏制病毒傳播，提高防疫效率和準(zhǔn)確率。

基于深度學(xué)習(xí)和非接觸紅外熱成像測(cè)溫和AI識(shí)別，將識(shí)別到的人員信息和體溫信息進(jìn)行整合，建立體溫檢測(cè)與健康的大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，對(duì)人流量較大的場(chǎng)所進(jìn)行視頻監(jiān)控和體溫檢測(cè)，快速準(zhǔn)確地確定人員身份和體溫情況，并建立檔案，將數(shù)據(jù)傳入數(shù)據(jù)庫(kù)[7]。同時(shí)，能優(yōu)化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，定時(shí)向相關(guān)部門(mén)上報(bào)健康數(shù)據(jù)，并對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、預(yù)測(cè)和分析，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。

智能體溫檢測(cè)多用于人流量密集的地區(qū)。例如，AI體溫快速檢測(cè)系統(tǒng)在北京清河火車站得以應(yīng)用，針對(duì)人群密集、人流量巨大的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)單人通道下1 min內(nèi)200人實(shí)時(shí)體溫檢測(cè)。這種借助人工智能的體溫檢測(cè)的工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的面對(duì)面測(cè)量，不僅提高了測(cè)量準(zhǔn)確率，而且降低了一線工作人員被感染的風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著科技的發(fā)展，人工智能越來(lái)越多地被應(yīng)用于人們的日常生活中。未來(lái)，我們還需要完善技術(shù)，將人工智能運(yùn)用在更多領(lǐng)域，滿足人類之需的同時(shí)，為人類發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。

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