美國推動人工智能在生物醫(yī)學領域應用的政策分析及其對中國的啟示

鄒麗雪

（中國科學院文獻情報中心，北京 100190）

1 研究背景

人工智能技術是引領新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略性技術。隨著大數(shù)據(jù)獲取和存儲技術的發(fā)展，生物醫(yī)學研究已開啟數(shù)據(jù)驅動型研究范式，人工智能通過先進算法和模型對生物醫(yī)學數(shù)據(jù)進行深層次挖掘，幫助定量定位描述生命過程，為生物醫(yī)學研究加速。目前，人工智能技術例如神經(jīng)網(wǎng)絡、機器學習、機器人、知識庫、自然語言處理、模糊邏輯、專家系統(tǒng)等已成為生物醫(yī)學研究重要的創(chuàng)新引擎，在生命現(xiàn)象與過程研究、疾病和藥物研究、醫(yī)學分析診療技術及設備、醫(yī)療保健中得到廣泛應用。特別是DeepMind 公司開發(fā)的AlphaFold 破解了50 年來的蛋白質結構預測難題［1］，成為人工智能在科學中最具開創(chuàng)性的應用之一，更為有力地證明了人工智能可以從根本上影響生物醫(yī)學的發(fā)展。

美國長期以來在生物醫(yī)學和人工智能領域保持著領先地位，在人工智能技術發(fā)展的驅動下，美國引領全球人工智能在生物醫(yī)學領域的應用步入蓬勃發(fā)展期，這得益于美國政府的政策支持。在生物醫(yī)學和人工智能的相關政策中，美國高度重視人工智能在生物醫(yī)學中的應用，將生物醫(yī)學作為人工智能的主要應用領域，并將人工智能視為生物醫(yī)學的創(chuàng)新引擎［2］，制定了一系列的政策措施。目前，國內學者從不同角度對美國醫(yī)學人工智能政策進行了探索研究，例如，李思曄等［3］簡述了美國健康醫(yī)療與疾病防控領域人工智能應用的部分支持政策和監(jiān)管政策內容；袁紫藤等［4］概述了美國在2016—2019年出臺的對醫(yī)療人工智能的支持政策；袁珩等［5］分析了美國政府各部門的人工智能政策和特征，包括美國國立衛(wèi)生研究院數(shù)據(jù)科學戰(zhàn)略計劃以及美國食品藥品監(jiān)督管理局醫(yī)療人工智能軟件監(jiān)管政策的簡要內容；王涵等［6］概述了美國在醫(yī)療人工智能隱私保護、產(chǎn)品應用、人才培養(yǎng)方面的政策；嚴舒等［7］、馬艷彬等［8］研究了美國人工智能醫(yī)療器械監(jiān)管政策；張東等［9］分析了美國國家科學基金會啟動的人工智能研究機構計劃，發(fā)現(xiàn)其涉及醫(yī)學重點領域；胡可慧等［10］研究發(fā)現(xiàn)美國人工智能政策在醫(yī)療健康領域的重點應用是可穿戴設備、記憶輔助系統(tǒng)、醫(yī)療診斷等；賈佳［11］對美國國家科學基金會、歐洲研究理事會等5 個國外基金資助機構在人工智能領域資助的項目進行定量研究發(fā)現(xiàn)，美國、歐盟和日本資助的項目注重在心理學、精神病學和神經(jīng)科學領域的投入；嚴舒等［12］通過對美國國立衛(wèi)生研究院資助的醫(yī)學人工智能項目進行分析，結果顯示美國醫(yī)學人工智能資助項目數(shù)量和金額呈現(xiàn)周期性增長，2015—2019 年增長迅速，項目以研究型項目為主，兼顧應用與產(chǎn)品化，在生物工程、臨床研究、神經(jīng)科學、遺傳學、癌癥、衰老等領域中人工智能技術應用較多；范麗鵬等［13］對美國國家科學基金會資助的人工智能項目開展定量研究發(fā)現(xiàn)，高交叉類的前沿型項目傾向于神經(jīng)與認知系統(tǒng)等方面的研究。

基于上述分析可見，國內相關文獻更多地研究了美國在醫(yī)療人工智能隱私保護、產(chǎn)品應用、人才培養(yǎng)、產(chǎn)品監(jiān)管方面的政策，或是人工智能在生物醫(yī)學中應用的個別政策要點和重點領域，關于美國人工智能在生物醫(yī)學中應用政策的系統(tǒng)性研究較為匱乏。為此，本研究系統(tǒng)地梳理了美國人工智能在生物醫(yī)學領域的應用政策內容，從政策制定、組織管理、環(huán)境建設、跨學科合作4 個方面分析美國促進人工智能在生物醫(yī)學中應用的舉措，以期提出新研究范式下中國加速人工智能在生物醫(yī)學中應用的啟示。

2 政策內容

2016 年以來，美國發(fā)布了一系列促進人工智能在生物醫(yī)學領域中應用、以改善社會福祉的政策文件，這些政策的發(fā)布主體主要來自兩個層面：一是聯(lián)邦政府，包括美國總統(tǒng)行政辦公室、白宮科技政策辦公室及其下屬的國家科學技術委員會、美國國會及其下屬的政府問責局、美國人工智能國家安全委員會；二是政府各部門，包括美國衛(wèi)生與公眾服務部及其下屬的國立衛(wèi)生研究院和食品藥品管理局、美國能源部、美國商務部、美國國際開發(fā)署。不同主體所發(fā)布政策文件的側重點不同，具體如圖1所示。

圖1 美國制定人工智能在生物醫(yī)學領域應用政策的時間線

2.1 國家層面進行戰(zhàn)略牽引

美國聯(lián)邦層面高度重視人工智能對人類健康、社會和經(jīng)濟各方面的影響，美國總統(tǒng)行政辦公室、白宮科技政策辦公室和美國國會從國家層面將利用人工智能改善人類健康、生活質量作為發(fā)展愿景，指出了人工智能在生物醫(yī)學領域的應用機會，提出未來發(fā)展策略，從投資、技術開發(fā)、數(shù)據(jù)及共享、資源保障、道德和社會影響等多個層面進行戰(zhàn)略牽引。2016 年，美國國家科學技術委員會［14］發(fā)布《國家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略計劃》，提出利用人工智能推進國家優(yōu)先事項的愿景之一是“改善生活質量”，指出人工智能技術在生物醫(yī)學中應用的機會包括支持生物信息學系統(tǒng)，從大規(guī)?；蚪M研究中識別遺傳風險，預測新藥的安全性和有效性；對多維數(shù)據(jù)進行評估，研究公共衛(wèi)生問題，為醫(yī)療診斷和處方治療提供決策支持系統(tǒng)；個性化定制藥物，提高醫(yī)療效率、患者舒適度和減少浪費。具體到發(fā)展策略上，美國對人工智能基礎研究進行長期投資，推進以數(shù)據(jù)為中心的知識發(fā)現(xiàn)方法，開發(fā)用于人類增強的人工智能技術（如植入式腦機接口等），了解和解決生物醫(yī)學相關道德、法律和社會影響，提高醫(yī)療保健診斷治療過程中算法的可解釋性和透明度，為人工智能訓練和測試開發(fā)共享的公共數(shù)據(jù)集和環(huán)境。同年隨后，美國總統(tǒng)行政辦公室［15］發(fā)布《人工智能、自動化和經(jīng)濟》報告，提出人工智能已經(jīng)為健康等關鍵領域的進步打開了新市場和新機會，美國需要在這些領域加快創(chuàng)新步伐，以顯著推動生產(chǎn)力增長。2019 年，美國總統(tǒng)行政辦公室發(fā)布《維持美國人工智能領導地位》行政命令，指示衛(wèi)生與公眾服務部、能源部、商務部等應適當?shù)貫槿斯ぶ悄軕脙?yōu)先分配高性能計算資源；同時，美國國家科學技術委員會人工智能特別委員會［16］更新《國家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略計劃》，指出在醫(yī)療保健、醫(yī)學影像等領域投資人工智能的重要性。2020 年，美國國會［17］通過了《國家人工智能倡議法案》，提出建立和支持國家人工智能研究機構，專注于健康等特定經(jīng)濟和社會行業(yè)；美國總統(tǒng)行政辦公室［18］發(fā)布《人工智能應用監(jiān)管指南》，要求各機構確定專門管理機構對健康信息等的收集和共享的法定限制進行說明。2022 年，美國總統(tǒng)行政辦公室［19］在《推進生物技術和生物制造創(chuàng)新，以實現(xiàn)可持續(xù)、安全和有保障的美國生物經(jīng)濟》行政命令中，提出利用計算工具和人工智能釋放生物數(shù)據(jù)的力量。

美國政府問責局、美國人工智能國家安全委員會針對人工智能技術對社會及經(jīng)濟的影響、在醫(yī)學和流行病防范中的作用進行評估分析，向國會、聯(lián)邦機構等提出建議及對策。美國政府問責局［20］發(fā)布《技術評估：醫(yī)療保健中的人工智能》，確定了人工智能在臨床中的5 類應用，包括預測健康軌跡、推薦治療方案、指導手術治療、監(jiān)測患者和支持人口健康管理；3 類管理應用，包括數(shù)字臨床記錄、優(yōu)化操作流程和自動執(zhí)行繁重任務；同時指出采用人工智能工具的主要阻礙因素是難以獲取充足的高質量數(shù)據(jù)、存在數(shù)據(jù)偏見、難以確定工具是否安全有效等；向國會、聯(lián)邦機構、州和地方政府、學術和研究機構以及行業(yè)等提出6 項政策建議，鼓勵跨學科合作、擴大數(shù)據(jù)訪問、建立最佳實踐、創(chuàng)造跨學科教育機會、厘清監(jiān)管機制。美國人工智能國家安全委員會［21-23］針對新型冠狀病毒感染疫情（以下簡稱“疫情”），接連發(fā)布《為緩解COVID-19 而制定的計算應用的隱私和道德建議》《減輕COVID-19的經(jīng)濟影響并保持美國在人工智能領域的戰(zhàn)略競爭力》《人工智能技術在流行病應對和防范中的作用：建議的投資和舉措》3 份報告，建議在接觸者追蹤方法中將公民自由置于核心，并確保聯(lián)邦政府資助用于疫情大流行應對的人工智能工具考慮到潛在偏見；使用人工智能分析疫情傳播和經(jīng)濟狀況數(shù)據(jù)，為美國經(jīng)濟復蘇提供信息；建議美國投資人工智能用于生物醫(yī)學和生物安全等關鍵領域的研發(fā)，建立人工智能健康和生物醫(yī)學研究所，構建支持人工智能的數(shù)據(jù)基礎和監(jiān)測能力，以充分發(fā)揮人工智能的潛力進行智能響應，使美國免受流行病侵害。

2.2 政府各部門推進政策實施

美國衛(wèi)生與公眾服務部及其下屬的國立衛(wèi)生研究院和食品藥品管理局、國際開發(fā)署、能源部等響應政府的行政命令、戰(zhàn)略計劃和行動建議，制定具體政策，推進在生物醫(yī)學中應用和擴展人工智能技術。

美國衛(wèi)生與公眾服務部［24］在認識到人工智能將成為未來使能技術后，及時調整了工作優(yōu)先事項，以適應不斷變化的環(huán)境和新興技術，2021 年發(fā)布《人工智能戰(zhàn)略》，為其實現(xiàn)人工智能目標提供方向和指導，加快在整個健康和服務生態(tài)系統(tǒng)中應用和擴展人工智能的速度。具體設計了兩大戰(zhàn)略方針：一是領導衛(wèi)生與公眾服務的人工智能創(chuàng)新。針對這一方針制定兩項具體措施，分別是監(jiān)督和監(jiān)管人工智能在醫(yī)療產(chǎn)品、設備、支付等方面的應用，同時繼續(xù)制定標準，為安全和透明的人工智能應用提供政策和指導；鼓勵資助利用人工智能對大型數(shù)據(jù)集挖掘來推進生物醫(yī)學、公共衛(wèi)生預測分析等項目研究。二是在衛(wèi)生生態(tài)系統(tǒng)中針對人工智能驅動的方法建立合作伙伴關系。美國衛(wèi)生與公眾服務部鼓勵內部各部門之間以及與外部企業(yè)、學術界、州和地方政府合作，通過這些合作伙伴關系共同確定人工智能應用的機會、促進人工智能進步的需求和機會，以便在研究、臨床、公共衛(wèi)生和安全、社會服務、疾病預防和健康方面取得更好的成果；同時，通過合作促進健康和科學領域內未被滿足的需求，促進專業(yè)知識、數(shù)據(jù)、模型和算法的共享，將人工智能應用與所需的支持建立起聯(lián)系。

美國國立衛(wèi)生研究院從生物醫(yī)學數(shù)據(jù)、人工智能工具、人才、道德規(guī)范、資助措施等多個層面為生物醫(yī)學和人工智能之間架設應用橋梁，設立了共同基金計劃，用于抓住生物醫(yī)學研究中新出現(xiàn)的科學機遇，解決緊迫挑戰(zhàn)。2022 年，共同基金計劃［25］啟動“人工智能之橋”（Bridge2AI）計劃，在4 年內投資1.3 億美元，以加速生物醫(yī)學和行為研究界廣泛采用人工智能。Bridge2AI 計劃召集不同學科和背景的研究人員，開發(fā)使用人工智能方法的工具和資源，生成多種類型的、豐富詳細的生物醫(yī)學數(shù)據(jù)（如語音數(shù)據(jù)、在復雜遺傳途徑及細胞形狀或功能變化之間建立新聯(lián)系的數(shù)據(jù)等），創(chuàng)建自動化工具、軟件和標準，統(tǒng)一多類型多源數(shù)據(jù)，供科研人員用于人工智能分析；同時，開發(fā)數(shù)據(jù)生成和使用的道德實踐，解決隱私、數(shù)據(jù)可信度和減少偏見等關鍵問題。在人才方面，國立衛(wèi)生研究院下設的數(shù)據(jù)科學戰(zhàn)略辦公室［26-27］通過“解決生物醫(yī)學人工智能數(shù)據(jù)治理的人才差距”計劃，培養(yǎng)一批信息、人工智能和生物醫(yī)學交叉領域的新研究人員。為了減少人工智能在應用中可能引發(fā)的道德問題；通過“人工智能和機器學習聯(lián)盟促進健康公平和研究人員多樣性”計劃，在人工智能模型開發(fā)中增加代表性不足的研究人員，建立互利和協(xié)調的合作伙伴關系；設立“人和機器的道德、偏見和透明度”計劃，探索在人工智能應用生命周期中嵌入道德規(guī)范的社會和技術解決方案。在資助措施上，國立衛(wèi)生研究院［28］與美國國家科學基金在2020 年合作啟動“人工智能和先進數(shù)據(jù)科學時代的智能健康和生物醫(yī)學研究資助”計劃，支持創(chuàng)新、高風險高回報、同時對兩個或多個學科作出基礎性貢獻的研究。

鑒于醫(yī)療保健需要通過基于人工智能和機器學習的醫(yī)療軟件促進創(chuàng)新，為了監(jiān)督產(chǎn)品研發(fā)和應用，2021 年，美國食品藥品監(jiān)督管理局［29］發(fā)布《基于人工智能/機器學習的軟件作為醫(yī)療設備行動計劃》，提出5 項行動，包括量身定制監(jiān)管框架、鼓勵良好機器學習實踐、研討設備標簽如何支持對用戶的透明度并增強信任、支持監(jiān)管科學研究以開發(fā)評估和改進機器學習算法的方法、監(jiān)控真實世界數(shù)據(jù)，從產(chǎn)品監(jiān)管監(jiān)督方面為人工智能的應用確立有效保障。

此外，美國國際開發(fā)署、能源部等其他政府部門評估了人工智能在生物、衛(wèi)生領域中應用的機會，確定了關鍵挑戰(zhàn)、投資和發(fā)展領域。2019 年，美國國際開發(fā)署［30］的創(chuàng)新和影響中心和洛克菲勒基金會發(fā)布《人工智能在全球衛(wèi)生中的應用：定義共同前進道路》，探索醫(yī)療保健領域人工智能的當前技術水平，確定在全球健康背景下最具潛力的用例，并評估在低收入和中等收入國家擴展人工智能的關鍵挑戰(zhàn)和障礙，探索潛在投資領域以進行有效資助，從而縮短實驗室成果轉化為實際生產(chǎn)力的時間。2020 年，美國能源部發(fā)布《面向科學、能源和安全的人工智能》［31］，描述了人工智能在生物學和生命科學領域的機遇，指出未來10 年將在自主驅動的實驗室和逆向設計的人工智能的基礎上實現(xiàn)生物發(fā)現(xiàn)過程的自動化，同時也指出了需要加速發(fā)展的領域，不僅需要在數(shù)量、質量和來源方面擴展生物數(shù)據(jù)集，還需要開發(fā)方法，從人工智能學習結果中提取具有科學意義的見解。

3 政策特征

3.1 多方推動制定應用政策

美國總統(tǒng)行政辦公室對人工智能在生物醫(yī)學中的發(fā)展進行了全面評估，明確人工智能在生物醫(yī)學中的作用和地位后，通過行政命令指示和要求衛(wèi)生與公眾服務部及其他相關部門為人工智能應用做好數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)、健康信息采集與共享、高性能計算資源方面的創(chuàng)新及部署工作。在戰(zhàn)略層面，美國白宮科技政策辦公室從頂層設計了人工智能在生物醫(yī)學方面發(fā)展的愿景，指出了具體可發(fā)展的方向，不僅強調需要對人工智能在生物醫(yī)學中應用進行長期投資，推動相關技術開發(fā)，而且重視人工智能在生物醫(yī)學中應用的相關倫理問題，同時將數(shù)據(jù)建設作為人工智能應用的重要保障。美國國會［32］通過法案支持建設人工智能研究機構，保障科研和教育的有序發(fā)展。此外，美國政府問責局和人工智能國家安全委員會針對人工智能在醫(yī)療臨床和管理中的應用、采用人工智能工具的不利因素，以及人工智能對于預防流行病的作用及相關道德問題等，以技術評估報告的形式向國會、聯(lián)邦機構等提出政策建議，對美國制定人工智能在生物醫(yī)學中應用政策內容起到了催化作用。

3.2 設立新型組織管理體系

3.2.1 美國衛(wèi)生與公眾服務部設立首席人工智能官辦公室

2021 年，美國衛(wèi)生與公眾服務部［33］設立了首席人工智能官辦公室（Office of the Chief Artificial Intelligence Officer,OCAIO），其主要職能是推動衛(wèi)生與公眾服務部人工智能戰(zhàn)略的實施，負責建立人工智能管理架構，協(xié)調對聯(lián)邦人工智能相關任務的響應，以及促進部門下設機構和辦公室之間的協(xié)作。為了有效地推進人工智能戰(zhàn)略，OCAIO 設立了人工智能理事會，其主要職責是：（1）設置和執(zhí)行優(yōu)先事項，轉化戰(zhàn)略目標以確定和細化人工智能優(yōu)先事項，并向下傳達，使運營和職能部門能夠在關鍵任務領域擴大人工智能的應用。為確保優(yōu)先事項取得進展，理事會制定并利用績效計劃、實施時間表和關鍵績效指標來推動問責制；同時，每年向衛(wèi)生與公眾服務部報告進展。（2）培養(yǎng)伙伴關系。理事會召集衛(wèi)生與公眾服務部以及生態(tài)系統(tǒng)的其他人工智能利益相關者，確定并促進公共和私人實體合作，以開發(fā)人工智能創(chuàng)新，促進醫(yī)療保健、研究和政府任務取得更好的成果。（3）提供治理支持。理事會協(xié)調衛(wèi)生與公眾服務部的人工智能治理方法和實施規(guī)劃，以實現(xiàn)國家戰(zhàn)略目標；同時，與現(xiàn)有的部門治理論壇以及聯(lián)邦政府其他監(jiān)督辦公室合作，根據(jù)國家戰(zhàn)略目標推進實施。（4）為實踐社區(qū)提供資源支持。

OCAIO 實施多樣化的措施推進人工智能的應用與創(chuàng)新，制定了可信人工智能行動手冊，對“可信人工智能”概念進行界定，并指導衛(wèi)生與公眾服務部各機構和辦公室部署人工智能工具［34］。OCAIO還啟動了人工智能實踐社區(qū)，社區(qū)中包含了數(shù)據(jù)科學家、機器學習專家、數(shù)學家、系統(tǒng)開發(fā)人員、計算機程序員、健康科學家和項目負責人等，以培養(yǎng)從業(yè)者對人工智能操作的流暢度、技能和意識，為從業(yè)者提供媒介以便與同行建立聯(lián)系，提供協(xié)作、共享和擴展人工智能解決方案及資源的機會。此外，OCAIO 開發(fā)了人工智能用例清單來鼓勵在健康領域應用人工智能創(chuàng)新和研發(fā)，允許員工跟蹤人工智能應用程序的部署方式和位置；為衛(wèi)生與公眾服務部的員工舉辦人工智能午餐和學習會議，交流健康行業(yè)中的新興人工智能創(chuàng)新技術。

3.2.2 美國國立衛(wèi)生研究院設立人工智能工作組主任咨詢委員會

作為探索與生物醫(yī)學相關的人工智能最新發(fā)展的第一步，美國國立衛(wèi)生研究院舉辦利用人工智能和機器學習推進生物醫(yī)學研究研討會，隨后為了繼續(xù)與人工智能社區(qū)互動，并鼓勵生物醫(yī)學和數(shù)據(jù)科學相關領域的專家之間進行更深入的互動，美國國立衛(wèi)生研究院成立了人工智能工作組主任咨詢委員會。該委員會主要負責確定人工智能創(chuàng)新的機會及方法，為計算機和數(shù)據(jù)科學與生物醫(yī)學研究建立持久聯(lián)系和合作的機制，同時還負責提出可以采取的方法，包括培訓機制和創(chuàng)造性職業(yè)渠道，以鼓勵計算機科學家在生物醫(yī)學研究中工作，更好地為生物醫(yī)學研究人員開展計算機科學相關學科培訓；此外，負責確定生物醫(yī)學研究、人工智能用于健康研究和護理的主要倫理考慮因素，提出將其納入人工智能計劃和活動中的方法。

3.2.3 美國食品藥品監(jiān)督管理局設立數(shù)字健康卓越中心

美國食品藥品監(jiān)督管理局［35］設備和放射健康中心設立了數(shù)字健康卓越中心，將人工智能和機器學習作為數(shù)字健康至關重要的領域之一，通過設立監(jiān)管科學研究項目，針對人工智能和機器學習在醫(yī)療診斷中應用的魯棒性、收益風險、透明度和信任度開展研究，為食品藥品管理局監(jiān)管和審查數(shù)字健康技術提供建議及支持。監(jiān)管科學研究方向包括評估臨床機器學習模型對使用環(huán)境變化的魯棒性、人工智能診斷工具和基于算法的療法上市后監(jiān)測的數(shù)據(jù)科學方法、在成像診斷中使用人工智能和機器學習的收益風險等。

3.3 建設支持人工智能和數(shù)據(jù)的環(huán)境

美國國立衛(wèi)生研究院下設信息技術中心，專門進行計算生物學研究，以及開發(fā)計算機系統(tǒng)并提供計算機設施。由于生物醫(yī)學研究產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不斷超出在本地環(huán)境中處理、存儲和分析的能力范圍，為了更好地共享這些公共數(shù)據(jù)集用于人工智能訓練和測試，并提供使用環(huán)境，美國國立衛(wèi)生研究院與商業(yè)云服務提供商合作實施“用于發(fā)現(xiàn)、實驗和可持續(xù)發(fā)展的科技研究基礎設施”計劃，自2018 年起與谷歌云平臺、亞馬遜網(wǎng)絡服務、微軟Azure 建立了合作［36］。這一模式不僅使研究人員可以訪問豐富的數(shù)據(jù)集、先進的計算基礎設施、工具和服務，獲得新興的人工智能和機器學習技術，從而減少訪問和計算大型生物醫(yī)學數(shù)據(jù)集的經(jīng)濟和技術障礙，而且打破了研究數(shù)據(jù)生成、分析和共享的“孤島”，減少了數(shù)據(jù)重復，而且研究人員更易于協(xié)作，形成了相互關聯(lián)的生態(tài)系統(tǒng)。

3.4 拓展跨學科合作伙伴關系

美國鼓勵跨學科合作，促進人工智能、數(shù)據(jù)科學與生物醫(yī)學研究之間建立持久聯(lián)系和互動，促進研究創(chuàng)新，提高利用人工智能基于數(shù)據(jù)進行研究的能力。美國衛(wèi)生與公眾服務部通過人工智能實踐社區(qū)，加強數(shù)據(jù)科學、人工智能、計算機和健康領域科學家之間的聯(lián)系，培養(yǎng)從業(yè)者人工智能技能。美國國立衛(wèi)生研究院利用區(qū)域、多學科伙伴關系創(chuàng)建網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡，整合聚焦人工智能和機器學習的數(shù)據(jù)科學研究網(wǎng)絡和臨床研究網(wǎng)絡，匯集了來自大學和醫(yī)院的人工智能和機器學習、健康公平研究、數(shù)據(jù)科學培訓和數(shù)據(jù)基礎設施方面的專家，使用真實世界數(shù)據(jù)或合成數(shù)據(jù)以及現(xiàn)有數(shù)據(jù)集，開發(fā)和增強人工智能和機器學習算法，增強大規(guī)模數(shù)據(jù)資源與由各個機構維護、管理和準備的數(shù)據(jù)的互操作性，在數(shù)據(jù)科學和健康差異研究、大規(guī)模數(shù)據(jù)管理、云計算等方面提供培訓機會，以提高利用人工智能和機器學習進行分析的能力。

美國聯(lián)邦政府部門、研究機構積極發(fā)展合作伙伴關系，聯(lián)合推動生物醫(yī)學中的人工智能創(chuàng)新研究與應用。一方面，美國重視政府機構內部部門之間加強合作，鼓勵下屬部門之間共享人工智能專業(yè)知識，交流和推廣有效的人工智能技術、供應商和流程；另一方面，美國鼓勵政府部門與外部企業(yè)、資助機構、學術協(xié)會、治理論壇合作，通過建立外部合作關系，共同確定關鍵和新興的優(yōu)先事項，共享數(shù)據(jù)、工具和資源，聯(lián)合資助共性基礎研究問題，促進技術創(chuàng)新與應用，提供應用環(huán)境保障。美國研究機構與學會協(xié)會聯(lián)合成立數(shù)據(jù)中心，建設高質量生物醫(yī)學數(shù)據(jù)并開發(fā)人工智能工具。例如，美國國家生物醫(yī)學成像與生物工程研究所（NIBIB）與美國放射學會、北美放射學會、美國醫(yī)學物理學家協(xié)會、芝加哥大學合作，創(chuàng)建了醫(yī)學成像和數(shù)據(jù)資源中心，通過數(shù)據(jù)共享，快速靈活地收集、分析和傳播各地臨床點提供的醫(yī)學圖像和臨床數(shù)據(jù)，開發(fā)基于醫(yī)學圖像的人工智能工具，在疫情期間加速應對疫情防控的創(chuàng)新成果轉移轉化。

4 結論與啟示

美國相關政策對促進在生物醫(yī)學中應用人工智能技術進行范式變革起到了良好的牽引作用，其多元化的政策制定模式、政產(chǎn)學研醫(yī)聯(lián)動的參與方式、新型的組織管理模式、注重多樣性的數(shù)據(jù)生態(tài)體系和工具建設、內外結合的環(huán)境保障措施以及前瞻性的監(jiān)管科學研究等都頗有特色，對中國人工智能在生物醫(yī)學領域的應用政策設計具有借鑒意義。當前，中國也非常重視在生物醫(yī)學中應用人工智能，在國家相關政策文件中明確提出了重點應用領域。2017年，中國在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中提出推廣應用人工智能治療新模式新手段，建立快速精準的智能醫(yī)療體系，開展大規(guī)?；蚪M識別、蛋白組學、代謝組學等研究和新藥研發(fā)；在《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035 年遠景目標綱要》中提出推進智能醫(yī)療裝備產(chǎn)品設計與制造；在《“十四五”醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提出對生物學數(shù)據(jù)挖掘分析、模擬計算，提升新靶點和新藥物的發(fā)現(xiàn)效率，加快制定人工智能醫(yī)療器械標準；在《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》中提出依托人工智能技術、生物醫(yī)學和健康大數(shù)據(jù)資源，發(fā)展智能輔助決策知識模型和算法，為疾病診斷治療提供決策支持；在《“十四五”全民健康信息化規(guī)劃》中提出以數(shù)據(jù)資源為關鍵要素，以新一代信息技術為有力支撐，促進醫(yī)學人工智能應用試點；等。但是，中國在數(shù)據(jù)建設、科研基礎設施、監(jiān)管等方面依然存在諸多不足。從增強自身實力的角度考慮，以下從政策制定、組織管理、數(shù)據(jù)和工具建設、環(huán)境保障措施、合作模式等方面提出建議。

4.1 鼓勵多方參與政策制定

美國在政策制定過程中充分吸收了來自高校院所、企業(yè)和公眾的多樣化、跨學科和跨部門的觀點，保證了政策內容的全面性和多元化。中國相關政策的制定以中央政府為主導，在國務院的統(tǒng)一領導下由國家發(fā)展和改革委員會、工業(yè)和信息化部、國家衛(wèi)生健康委員會等部門負責政策的牽頭統(tǒng)籌。中國可以借鑒美國的經(jīng)驗，充分發(fā)揮相關委員會和智庫的作用，加強技術評估、優(yōu)先事項評估、應用阻礙因素評估等，逐步加強非政府組織和公眾對政策制定和提出政策建議的參與程度，持續(xù)為政策制定提出建議和對策，形成與應用發(fā)展相匹配的政策體系。此外，在政策內容中應強化對數(shù)據(jù)問題、倫理問題等方面的規(guī)劃，確保政策能夠持續(xù)推動相關領域的前沿發(fā)展。

4.2 創(chuàng)新組織管理模式

美國生物醫(yī)學相關政府部門設立首席人工智能官辦公室、人工智能咨詢委員會，成立數(shù)字健康卓越中心等，推動人工智能戰(zhàn)略實施，促進人工智能實踐，推動與計算機和數(shù)據(jù)科學的持續(xù)互動，促進監(jiān)管科學研究，借鑒這種組織管理模式，中國可設立相應的委員會或理事會進行統(tǒng)籌管理協(xié)調，在頂層設立管理架構，形成對人工智能應用機會的共識，確定創(chuàng)新機會，協(xié)調政府機構內部及與外部學術界、產(chǎn)業(yè)界的溝通合作，為在生物醫(yī)學領域部署人工智能工具、進行資源共享和經(jīng)驗借鑒提供暢通的機會；同時，可以借鑒美國創(chuàng)建實踐社區(qū)的模式為生物醫(yī)學與人工智能、數(shù)據(jù)科學領域的專家建立持續(xù)合作和互動的平臺。此外，在相關委員會或理事會中提高倫理研究專家的參與程度，以確保倫理問題研究與技術應用同步發(fā)展。

4.3 建設有效應用人工智能的生物醫(yī)學數(shù)據(jù)和工具

美國拓展建設多類型的生物醫(yī)學數(shù)據(jù)，通過匯集不同學科和背景的專家開發(fā)人工智能工具，為研究人員應用人工智能減少障礙，并且注重培養(yǎng)多樣化的研究團隊，確保數(shù)據(jù)及人工智能方法減少偏見。中國目前建設了國家人口健康科學數(shù)據(jù)中心、國家基因組科學數(shù)據(jù)中心等，但數(shù)據(jù)體系、共享機制和相關政策機制仍存在不足，缺少對數(shù)據(jù)深度挖掘的人工智能工具方法，嚴重制約了數(shù)據(jù)價值潛力的激活和開發(fā)利用。中國可借鑒美國長期以來建設生物醫(yī)學數(shù)據(jù)的經(jīng)驗以及創(chuàng)新措施，暢通數(shù)據(jù)匯聚渠道，匯集類型豐富的生物醫(yī)學數(shù)據(jù)，提供匯聚的數(shù)據(jù)資源平臺，同時促進人工智能和生物醫(yī)學的專家合作，開發(fā)魯棒性更強的人工智能工具，使生物醫(yī)學研究人員能夠在其研究中有效應用人工智能；此外，在數(shù)據(jù)建設和工具開發(fā)的過程中，納入不同學科和研究背景的科研人員，充分考慮和避免數(shù)據(jù)和算法帶來的偏見問題，確保數(shù)據(jù)建設和工具開發(fā)符合道德倫理，進一步拓展人工智能應用范圍。

4.4 營造數(shù)據(jù)和工具的共享應用環(huán)境

美國采用商業(yè)云服務托管模式，解決訪問和計算大型數(shù)據(jù)、使用人工智能技術的障礙。中國在生物醫(yī)學數(shù)據(jù)基礎設施方面仍有較大短板，可以參考美國的做法，與中國云服務商合作共同建設基礎設施，創(chuàng)新數(shù)據(jù)供給方式，推進數(shù)據(jù)資源和基礎設施的開放共享。一方面，以云服務平臺的模式為研究人員提供大型生物醫(yī)學數(shù)據(jù)，打破“數(shù)據(jù)孤島”、減少數(shù)據(jù)重復；另一方面，提供先進的計算資源、人工智能工具共享平臺，使研究人員能夠公平訪問，減少獲取數(shù)據(jù)、應用人工智能工具的障礙。

4.5 以跨學科合作模式搭建生物醫(yī)學和人工智能之間的橋梁

美國在多個政策內容中強調建立伙伴關系，內部加強部門之間協(xié)作、外部建立政產(chǎn)學研醫(yī)多方合作關系，同時促進人工智能、數(shù)據(jù)科學與生物醫(yī)學研究的跨學科合作，聯(lián)合建設數(shù)據(jù)資源、協(xié)同推進人工智能工具開發(fā)等，參考這些模式，中國可利用區(qū)域、多學科伙伴關系加強政府、資助機構、企業(yè)、大學、醫(yī)院和學協(xié)會合作，共同確定優(yōu)先事項、共性研究問題，共享數(shù)據(jù)、工具和資源，形成互利合作，同時促進各方在數(shù)據(jù)建設和工具開發(fā)的早期進行合作，共同拓展供人工智能分析的生物醫(yī)學數(shù)據(jù)，共同設計能有效應用于生物醫(yī)學的人工智能工具，為人工智能在生物醫(yī)學領域的創(chuàng)新應用架起橋梁。