从武汉向外蔓延的新型冠状病毒,牵动着无数人的心。在这场不见硝烟的“战争”中,一批又一批“逆行者”穿上厚厚的防护服,紧急赶赴一线驰援。
年纪稍大的人或许会对这场景似曾相识。17年前,2003年的非典型肺炎(SARS)疫情中,也有这样的紧急出动、也有这样的最美“逆行”。那一年,对中国互联网而言也是值得纪念的年份。因为非典疫情导致信息沟通不便,人们开始在网络上搜索新闻,新浪、搜狐、网易三大门户网站均在那一年成功上市,腾讯网在那一年诞生;因为购物不便,马云在那一年创建了淘宝,京东开始向线上转型……由此打开了中国互联网的想象空间。
17年之后,中国的互联网企业都长大了。在2019年世界十大互联网企业中,中国互联网企业占了四席,腾讯、阿里巴巴、百度、京东均是当年非典疫情的亲历者。两次疫情相隔虽然只有短短17年,但互联网技术已经改变太多。这一次,中国的互联网公司已不再是有力使不上的“旁观者”,而是抗击疫情大军中的重要成员。他们握紧手中的“硬核”——人工智能、5G技术、大数据、云计算、北斗高精度定位……充分运用这些技能对抗疫情,从病毒手里抢时间,用“生死时速”搭建“时光通道”。
贡献算法、算力,从病毒手里抢时间
与病毒抗争的过程中,人类真正的敌人是时间。
1月30日,百度研究院宣布,将向各基因检测机构、防疫中心及全世界科学研究中心免费开放线性时间算法LinearFold以及世界上现有最快的RNA结构预测网站,以提升新型冠状病毒RNA空间结构预测速度。与生命赛跑,这一次,手握人工智能“硬核技术”的互联网企业说,“要从病毒手里抢时间”。
新型冠状病毒与“非典”病毒、流感病毒一样,都属于核糖核酸(RNA)病毒。百度研究院科学家向媒体表示,使用LinearFold算法,可将此次病毒的全基因组二级结构预测从55分钟缩短至27秒,提速120倍,“这一算法是我们在去年7月首次提出的,已发表于生物信息学顶级会议ISMB 2019和生物信息学权威杂志《生物信息学》(Bioinformatics),是RNA结构预测领域40年来的第一次重大提速。”“百度开放了LinearFold核心算法后,已经收到许多医疗科研机构、防疫部门、企事业单位的询问、技术讨论和洽谈合作意向。”一位不愿透露名字的内部人士称。
检测速度提升120倍,对疫情的防控有何帮助?上述科研人员解释称,这套算法工具有助于生物医学专家加快对病毒基因组性质的分析,理解病毒变异的规律,“RNA病毒经常会‘伪装’,一些变异只是RNA的序列变化,但也有些变异可能出现二级结构变化,带来功能和性质上的变化,这有可能是病毒跨物种变异所造成的。”
这意味着,透视同源病毒序列之间二级结构不变的部分,这种保守结构很有可能是病毒基因组里最重要的部分,有助于科学家们针对保守结构设计疫苗和药物。
无独有偶,疫情发生后,阿里巴巴达摩院算法专家顾斐立即奔赴浙江省疾控中心,针对新型冠状病毒基因进行特征分析,并推出多个算法模型:在序列比对过程中,对算法增加了分布式设计,有效提升比对效率;在病毒序列拼接阶段使用分布式设计的de Bruijn图算法,变异病毒也能精准检测。
2月1日,浙江省疾控中心上线了自动化的全基因组检测分析平台,它背后搭载的就是达摩院研发的AI算法。使用这套算法,可将原来需要数小时的疑似病例基因分析缩短至半小时,并能精准检测出病毒的变异情况。
阿里云专家介绍,目前医院普遍采用核酸检测方法,只能检测到病毒基因的局部,可能出现漏检的情况。而这套全基因组检测分析平台,采用的是不同于核酸检测法的全基因组检测技术,对疑似病例的病毒样本进行全基因组序列分析比对,能够有效防止病毒变异产生的漏检,大幅提高疑似病例的确诊速度和准确率。
在浙江省疾控中心基因测序负责人孙逸看来,该平台可为病毒解析提供支撑,未来还可以在短时间内将检测范围覆盖整个确诊病例……为后续疫苗与药物研发打下坚实基础。
有企业提供核心算法,也有企业提供庞大算力。与生命赛跑,北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院的黄牛教授实验室、中山大学药学院的罗海彬教授团队正承担“新冠肺炎”的药物筛选和病毒突变预测工作,急需大量算力支持。关键时刻,“侠客”出手。腾讯相关人士向媒体确认,腾讯云已向罗海彬教授团队提供了批量图形处理器(GPU)云服务器免费使用权,帮助其推进病毒药物的筛选工作。同时,向黄牛教授实验室提供了大量标准的CPU算力以及对象储存能力,帮助这两个研究团队进行基因测算的离线计算任务。
“17年过去,中国已经成为全球最大的互联网市场,当前的互联网技术有了长足的进步,更开启了线上医疗诊断。”百度副总裁、深度学习技术及应用国家工程实验室副主任吴甜认为,人工智能技术可从多方面助力疫情防控提升效率、降低风险、精准施策;大数据及分析技术,可为疫情科学防控提供参考,“这一次,大数据、人工智能等技术的应用,让我们看到了疫情防控中技术的贡献,未来它们的作用会越来越大。”
支援火神山、雷神山,为生死救援开启“时光通道”
2月4日,武汉火神山医院开始收治新型冠状病毒感染肺炎的确诊患者。这个武汉首家新冠病毒肺炎专门医院从开始设计到投入使用,仅花了10天时间,“中国速度”令世界瞩目。
“神速”背后,有万千建设者挥汗如雨的努力,也有高科技代替人力的功劳。比如,要高效率地启动各项工程建设,第一步就要快速完成各项高精度测量工作,其中,北斗高精度定位和测绘技术成为关键。
大年三十,有几位“北斗人”奔赴火神山医院工地,孙见新就是其中的一位,他在现场为建设方提供北斗RTK(实时动态载波相位差分)设备,使用千寻星矩SR3高级版,运用国内自主研发的北斗高精度定位技术,为医院建设进行基础测绘定位与施工。
“如果使用传统RTK技术,测绘人员外出作业需要自己架设基准站、携带基准站使用的电瓶、发射电缆、角架等诸多设备,又贵又重也不易携带,而如今使用全国北斗地基增强系统,并且以‘全国一张网’的形式提供北斗高精度定位服务,完全省去了基站架设环节,节约了大量时间。”一位“北斗人”这样说。
来自接收机设备提供方千寻位置的数据显示,在武汉火神山、雷神山两个医院项目方圆1.5公里以内,总计有60多个账号在访问千寻位置提供的高精度定位数据。尽管工作现场条件艰苦,但孙见新在事后表示,测量工作进行得非常顺利,“火神山建设工地原本有些地方是树林覆盖地,信号极弱,而采用这种厘米级定位服务,信号传输不受距离限制,为施工赢得了宝贵的时间。”
火神山医院的建设展现了中国在基建领域的惊人实力,同样让人感叹的,是施工现场各种移动终端设备惊人的传输速度——正式商用以后,以速度见称的5G,第一次被推上了十万火急的防疫前线。在阻挡疫情的生死关头,“5G+远程会诊”犹如建立了一条空中“绿色通道”,将为挽救更多人的生命赢得宝贵时间。
华为公司一位内部人士透露,早在1月23日,华为总部就紧急成立春节疫情保障项目组;1月25日,华为支撑湖北移动、湖北联通开通了蔡甸火神山5G基站,并在短时间内完成了5G基站到货、调测开通、优化等工作。
1月31日早上9时30分,中国电信武汉分公司接到项目通知,需要紧急完成火神山医院与北京远程会诊调试,12个小时内,华为即协调到了急需的MCU(微控制单元)及SMC(华为视讯业务管理系统),联手中国电信完成了武汉火神山医院首个“远程会诊平台”的网络铺设和设备调试,可保极端网络环境下远程医疗的畅通无阻。
通过这一平台,千里之外的优质医疗专家资源,可通过远程视频连线的方式,与火神山医院的一线医务人员携手,对病患进行远程会诊,这不仅将进一步提高病例诊断、救治的效率与效果,也能在一定程度上缓解武汉一线医护人员调配紧张、超负荷工作的痛点,同时,还可减少风险。
“这套系统支持1080P的高清画质,在远程医疗会诊的场景下,两地医疗专家可通过辅助码流分享病患的CT片等医疗档案进行诊断。”华为公司相关负责人表示,目前火神山医院也已采购配备有移动摄像头的医用推车,可进病房近距离拍摄病患情况,“后期若有需要,推车拍摄的画面也可以引入远程会诊系统。”
事实上,除了火神山医院,“5G+远程医疗”已经于1月31日在武汉协和医院投入使用。经过技术攻关和解决方案优化,这套由华为及中国电信提供支持的5G远程会诊平台,不仅可以实现武汉协和医院几个院区之间的会诊,还可帮助武汉协和医院和北京协和医院、北京朝阳医院、武汉肿瘤医院连线,进行异地远程会诊。
有分析人士认为,在新型冠状病毒肺炎疫情爆发之前,“5G+远程医疗”的潜力还处于理论以及初步尝试阶段,因为这种在“千里之外”进行远程手术或为患者提供诊断的服务,在日常使用中,需要更为周密严谨的架构设计、接触更为复杂多样的病例样本。但突发疫情的出现,给了“5G+远程医疗”展现“硬核技术”的舞台。与疫情赛跑,“5G+远程医疗”能否开辟出一条新的“生命通道”,人们拭目以待
作者:无芯
编辑:朱伟
责任编辑:戎兵
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