科技戰疫:最強“大腦”已篩出77種候選藥物

時代週報特約記者 焦鏡亦

新冠肺炎疫情持續蔓延,對於全球的公司和投資者來說挑戰重重。壞消息是,全球經濟的不確定性可能將比預期持續更長時間。好消息是,科技正在抗疫中發揮關鍵作用,為未來的投資提供了新的機會。隨著各國政府加大防控和治療力度,大數據和人工智能(AI)等科技手段正在為世界邁向“萬物智能”提供了契機。

3月22日,據美國有線電視新聞網報道,世界排名第一的IBM超級電腦“頂點”(Summit)已運用其強大運算能力,對8000多種已知藥物化合物進行模擬運算,並從中找出77種有望阻止新冠肺炎病毒的物質。

此前,據《連線》雜誌網站3月17日報道,微軟、艾倫人工智能(AI)研究所、陳扎克伯格基金會(CZI)、喬治敦大學安全與新興技術中心(CSET)、美國國立衛生研究院國家醫學圖書館(NLM),以及白宮科學技術辦公室(OSTP)一起合作,開放了包含29000萬份相關論文的“新冠肺炎開放研究數據集”,這一數據集是迄今可用於數據和文本挖掘研究的最廣泛的機器可讀冠狀病毒文獻合集,將主要用於醫學和機器學習等相關領域研究,幫助人們更快更好地應對新冠肺炎疫情。

類似的科技合作在全球遍地開花。事實證明,面對新冠肺炎疫情,AI和大數據憑藉突出的速度和規模優勢,在預警疫情暴發、跟蹤疫情發展、研製藥物疫苗等方面發揮了極為重要的作用,成為了對抗病毒的“防火牆”。

“哨兵”的預警

1月,位於加拿大多倫多的人工智能創業公司BlueDot,利用其AI平臺,在新冠肺炎疫情初期,為北美的醫護人員們提供數據監測。這家公司的數據發佈,比美國疾病控制與預防中心(CDC)關於的官方通報更早。

BlueDot 善於在每天全球產生的海量信息中識別有效信息,同步給相關專家進行判斷,並對潛在威脅提出預警。

BlueDot的創始人兼首席執行官是醫學博士卡姆蘭·汗,2003年SARS流行期間,他是多倫多的一名傳染病醫生。從那時候起,他第一次想到利用數據和人工智能技術來進行傳染病預警。

“當面對疫情暴發,時間和時機就是一切。”卡姆蘭·汗解釋稱,通過訓練,機器能以驚人的速度晝夜不停地完成工作,從而大大提高了檢測的效率、及時性和可擴展性,這是對人類智能的極大補充。

BlueDot並非唯一一家利用人工智能和機器學習來對抗病毒傳播的科技公司。Nanox,以色列的一家醫療技術公司,開發出了一種移動數字X光系統。該系統利用雲軟件提供的龐大圖像存儲庫、放射線醫師匹配系統、在線和離線診斷檢查,以及人工智能輔助診斷系統,幫助人們實現傳染病的早期診斷,從而預防疫情暴發。

目前Nanox公司正將這一技術應用於新開發的便攜式X光機,這一機器比傳統X光機更加輕便,能夠提供快速的肺部層析圖像。該公司計劃將這款機器推向市場,應用於機場和火車站等人員密集的公共場所。

Nanox也隨之吸引了一批基金的投資,這些基金希望通過人工智能來控制疫情的暴發。目前,由富士康等出資者牽頭,Nanox已籌措2600萬美元融資。此外,該公司還簽署協議,為澳大利亞、新西蘭和挪威的醫療成像體系提供1000套Nanox系統。

Nanox的首席執行官Ran Poliakine認為,人工智能的突出優勢在於它的規模和速度,可以大大提高檢測效率,“Nanox取得了技術突破,將過去傳統的X光檢測數字化,如今通過人工智能,機器可以立即探測到異常情況。如果有1000臺機器,平均每臺每天能檢測60人。這意味著人工團隊每天要處理6萬次掃描,才能達到相同的工作量。”

人工智能能實時監測疫情的傳播趨勢,預測疫情的分佈和地域蔓延軌跡,給出最佳解決方案,讓社會更快地對疫情作出反應。除此之外,人工智能還可以按照地區預測潛在新增病例的數量,以及哪種類型的人群面臨風險更大,從而做出警告,以便易感人群提前做好防範。

當然,想要成功監測流行病,只向人工智能和機器學習系統中輸入海量信息肯定行不通。谷歌就曾關停過一個季節性流感的預測項目,該項目嚴重高估了2013年季節性流感的嚴重性。當時,Google想要幫助民眾更好地搜索醫療信息,但搜索量的變化卻導致預測系統誤以為有很多人染病,進而做出了高於實際傳染情況的預測。

尋找“特效藥”

儘管目前仍然沒有針對新冠肺炎的靈丹妙藥,但一些科研團隊已經開始積極運用人工智能來加快藥物的研發了。

科技巨頭谷歌旗下的人工智能公司DeepMind正利用其AlphaFold系統,發佈了與冠狀病毒相關的幾種蛋白質結構預測,這些預測有望幫助科學界進一步研究新型冠狀病毒的運轉方式。

與此同時,長壽願景基金(Longevity Vision Fund)旗下的投資組合公司Insilico Medicine利用其基於人工智能的系統,短短四天內就識別出數千種可能用於治療冠狀病毒的新分子。

IBM公司則將自己的最強大腦投入到戰鬥之中。目前,其超級計算機“頂點”已經在短短几天內對8000多種化合物進行模擬運算。通過將這些化合物與病毒刺突結合、對可能影響感染過程的因素進行建模,“頂點”已經識別出77種小分子化合物,其中一些具有削弱病毒蛋白宿主細胞結合的潛力。

“頂點”位於田納西州的美國橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory),這臺超級計算機的地板空間有兩個網球場那麼大,以每秒200千萬億次的計算速度工作著—這個速度大約是普通筆記本電腦的100萬倍。

美國橡樹嶺國家實驗室分子生物物理學中心主任、新冠研究項目的負責人傑瑞米·史密斯(Jeremy Smith)表示:“得出模擬結果並不意味著我們已經找到治療新冠肺炎的方法。但是我們希望計算結果能夠為將來的研究提供參考,併為科研人員提供一個框架,用於進一步研究該等化合物。”

本文源自時代週報


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