讀AI未來進行式筆記04數字醫療與機器人

1. 數字醫療

1.1. 20世紀的“現代醫學”得益於史無前例的科學突破，使得醫療的方方面面都得到改善，讓人類預期壽命從1900年的31歲提高到2017年的72歲

1.2. 現有的醫療資料庫和流程將實現數字化

1.2.1. 患者記錄

1.2.2. 藥效

1.2.3. 醫療器械

1.2.4. 可穿戴裝置

1.2.5. 臨床試驗

1.2.6. 監測醫療質量

1.2.7. 監測傳染病傳播

1.2.8. 跟蹤藥品和疫苗供應

1.2.9. 放射學

1.3. 藥物使用的完整資料庫將有助於醫生和AI能夠學習每種藥物的適當使用條件，以實現更高的療效並避免錯誤

1.4. 除了現有的醫療數字化外，革命性的新技術從發明時就是數字化的

1.4.1. 可穿戴裝置可以持續監測心率、血壓、血糖，以及越來越多的訊號，彙整合巨大的資料庫

1.5. 在醫學研究中，突破性的新技術與生俱來即是數字化的

1.5.1. 顛覆生物學的DNA測序產生的就是關鍵的基因數字資訊

1.5.2. 數字聚合酶鏈反應（dPCR）技術可以準確地檢測病原體（例如新冠肺炎）和基因突變（作為癌症標誌物）

1.5.3. 下一代測序（NGS）可以快速做出人類基因組測序，而基因測序資料非常龐大，AI能夠讀透，而人類無法閱讀

1.5.4. CRISPR是突破性的基因編輯技術，未來有可能根除許多疾病

1.6. AI學習是經過海量資料而不是經過概念的

1.6.1. 治癒癌症是一項艱鉅複雜的任務，人工智慧醫療應該從擁有大資料集而且適合AI的較簡單的任務開始

1.7. AI更適合的領域

1.7.1. 藥物和疫苗研發

1.7.2. 可穿戴裝置的資料採集

1.7.3. DNA測序的應用

1.7.4. 放射科的輔助看片

1.7.5. 病理科的輔助診斷

1.7.6. 用精準醫療作為醫生助手

1.7.6.1. AI和人相輔相成

1.7.6.2. 不要過於激進，一開始就要取代醫生或科學家

2. 傳統藥物及疫苗研發

2.1. 人類用了100多年時間，才完成了腦膜炎疫苗的研製和改進

2.2. 研發藥物時，第一步先要理解病毒蛋白質（氨基酸序列）是如何摺疊成獨特的3D結構的

2.3. 針對某種病原體的小分子藥物發明，是透過將治療分子附著在病原體上來抑制其功能而起作用

2.3.1. 第一步，利用mRNA序列推導病原體的蛋白質序列

2.3.2. 第二步，探索該蛋白質序列的三維結構（蛋白質摺疊方式）

2.3.3. 第三步，確定三維結構上的靶點

2.3.4. 相當於摸清鎖的結構

2.3.5. 第四步，生成可能有效的靶向分子，然後從中選擇最佳臨床前候選藥物

2.3.5.1. 相當於打造一把適配的鑰匙

2.3.6. 這是一個漫長的試錯之旅，而且需要科學傢俱備強烈的直覺、豐富的經驗和好運氣

2.4. AI將大幅提升藥物的研發速度，降低研發成本，為患者提供更多價格在可承受範圍內的特效藥，幫助患者活得更健康、更長壽

2.4.1. 科學家還可以充分利用AI的優勢，發明新的化合物

2.4.2. AI可以鎖定一些靶向分子可能附著的靶點

2.4.3. 除利用計算機模擬進行研究的“幹實驗”外，還有一種“溼實驗”，即在實驗室培養皿中對人體細胞展開藥物測試

2.4.4. 在今天，由機器人來主導這類實驗，會比由實驗室技術員來操作更加高效，而且可以採集到更多的資料

2.4.4.1. 實驗室機器人，無須人工干預，就能進行24小時全天候的重複實驗，這將大大加快藥物的研發速度

2.5. 2020年，DeepMind公司針對蛋白質摺疊研究（藥物研發的第二步），推出了蛋白質摺疊預測軟體AlphaFold

2.5.1. 這是迄今為止AI在科學領域最偉大的成就

2.5.2. AlphaFold已經證明了它模擬未知蛋白質三維結構的能力，其準確性與傳統方法不相上下

2.5.3. AlphaFold的出現，提供了一種快速擴大人類已知蛋白質數量的方法，被視為“解決了困擾生物學界50年之久的巨大挑戰”，是一項劃時代的突破

2.5.3.1. 傳統方法成本高、耗時長，而且只能解析所有蛋白質結構中不到0.1%的部分

2.6. 蛋白質是生命的基石

2.6.1. 對於人類來說，蛋白質的氨基酸序列如何摺疊成3D結構，從而成為生命活動功能執行者的整個過程，仍是一個謎

2.6.2. 解開這個謎，不僅具有重大的科學意義，對醫學領域也有極高的價值

2.6.3. 一旦掌握了蛋白質的三維結構，“藥物再利用”就成了一種能夠幫科學家快速找到有效治療手段的方法，即嘗試每一種已經證明對一些小病安全、有效的現有藥物，看看其中哪些藥物可能成功嵌入當前病毒的蛋白質三維結構

3. 精準醫療

3.1. 精準醫療，指依據患者的個人實際情況，為其定製最適宜的治療方案，而非盲目使用某種重磅藥物

3.2. 隨著包括患者病史、家族病史以及DNA序列等在內的資料越來越多地被AI系統採集，精準醫療的思想也會被越來越多地實現

3.3. AI對醫療行業的覆蓋，需要循序漸進地推進

3.3.1. 即便是高度依賴人類醫生審慎判斷和靈活操作的複雜手術，AI也能在其中發揮作用

3.4. 可穿戴裝置將為AI在醫療領域的發展提供沃土

3.4.1. 住上帶有溫度感測器的房間，用上智慧馬桶、智慧床鋪、智慧牙刷、智慧枕頭，還有各式各樣的隱形裝置

3.5. AI有助於人類長壽，它不僅會幫助我們活得更久，而且會提升我們的生活質量

3.5.1. AI將利用大資料和個性化資料，為每個人提供定製化的營養和膳食計劃、睡眠和運動建議，以及藥物和診療方案，從而達到延年益壽的效果

3.5.2. 先進的生物技術將不再是超級富豪“返老還童”的特權，而是所有人都有機會享受的福利

3.5.3. 隨著醫學、生物學和AI領域的技術迭代與升級，人類的壽命可能會延長20年

4. 機器人技術

4.1. 精準復刻人類的視覺、運動和操控能力是機器人技術的基礎

4.2. 機器人技術的落地難度要大得多

4.2.1. 因為機器人領域的問題，無法透過直接把資料“投餵”給深度學習演算法就能“簡單粗暴”地解決，而是涉及複雜操控、精細運動及合理規劃等多個環節，同時需要機械工程部件與具備AI的感知系統、精細運動控制系統之間的相互配合

4.3. 機器人領域的計算機視覺技術已經趨於成熟

4.3.1. 用於老年人安全監測

4.3.1.1. 老年人手裡的機器人助手，可以在發現老年人遇到困難時，快速撥打監控中心的電話

4.3.2. 流水線作業檢測

4.3.3. 能源及公共運輸行業的異常情況監測

4.4. 機器人移動平臺

4.4.1. 自主移動機器人有可能到達任何地方，自主導航，成群結隊地高效作業

4.4.2. 機械臂將擁有柔軟的皮膚，能夠抓取易碎的物體，然後透過反覆的試驗以及對人類的觀察，學習承擔新任務、掌握新技巧

4.5. 工業應用

4.5.1. 已經有許多工廠、倉儲和物流企業開始使用AI和機器人技術

4.5.1.1. 機器人智慧質檢、移動平臺和機器人分揀系統是第一批落地的技術應用

4.5.1.2. 工廠及倉儲的自動化可能無法在短期內實現

4.5.1.2.1. 原因在於，部分工作仍然離不開人類精確的手眼協調能力，以及面對不同狀況甚至全新環境時靈活機動的應變能力

4.5.2. 如今，機器人可以拾取、移動、操控各種各樣的物體

4.5.2.1. 讓機器人把測試樣本運送到實驗室，以減少一線醫務人員接觸病毒的機會

4.5.2.2. 為科學家和醫務人員節省寶貴的時間，還能消除由於人的主觀因素所造成的誤差，降低人類感染病毒的機率，為未來自動化實驗的迭代升級收集有價值的資料

4.5.3. 未來，多種機器人將能夠協同工作，執行復雜的規劃工作，從容應對錯誤和異常狀況的發生

4.5.3.1. 機器人還將在酒店承擔保潔、為顧客送洗衣服、搬執行李以及提供客房服務等工作

4.5.3.2. 在辦公大樓，化身為迎賓人員、安保人員、清潔工；在商場，負責清潔地面、整理貨架

4.5.3.3. 在機場、酒店、辦公大樓的資訊服務檯，負責回答問題、指引方向

4.5.3.4. 未來的家用機器人將變得更加智慧

4.5.3.4.1. 全自動洗碗機器人，它將自主完成清洗、消毒、烘乾以及整理工作

4.5.3.4.2. 烹飪機器人，它會自動處理食材，完成煎炒烹炸，然後端出一盤美味的菜餚

4.5.4. 農業領域是機器人技術觸手可及的“低垂的果實”

4.5.4.1. 在田地裡，無論什麼作物，其播種、施肥、撒藥除蟲的過程大都非常相似

5. AI時代的數字化工作

5.1. 它的存在提升了人類工作的靈活性和生產力，改變了人們的生活習慣

5.1.1. 其實很多事情都可以線上上完成，而且效率更高

5.2. 更有效率的虛擬會議

5.2.1. 疫情期間，Zoom等視訊會議軟體的使用者激增，這些軟體一躍成為維持世界正常運轉的重要工具

5.2.2. 人們透過軟體協同辦公、舉辦婚禮，還有數百萬學生線上上進行學習，這些都是歷史性的創舉

5.2.3. 商務會議將透過自動語音識別技術實現存檔和轉錄，所有過去的會議都將有跡可循，而不會成為過眼雲煙

5.3. AI虛擬化身

5.3.1. 利用DeepFake技術生成一段以假亂真的換臉影片，遠比在現實裡復現一個人要容易得多

5.3.2. 虛擬教師可能會給課堂帶來更多的活力

5.3.3. 虛擬客服人員可以與使用者展開個性化的對話，最大限度地提升客戶的滿意度

5.3.4. 虛擬推銷員可以根據使用者畫像最佳化提案，增加公司的營業收入

5.4. 根據歷史經驗，自動化程序的推進，往往發生在經濟危機與技術成熟這兩個條件同時滿足的情況下

5.4.1. 一旦企業開始用機器人取代人類員工，嚐到了機器人員工的“好處”，企業就很難再回頭去考慮僱用人類員工了

5.4.2. 機器人不會生病，不會罷工，更不會因為工作有危險而提出加薪的要求