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上海市衛(wèi)生健康統(tǒng)計(jì)中心曹劍峰:aigc與醫(yī)療展望
發(fā)布時(shí)間:2023-03-17 13:15:35

一、AIGC發(fā)展背景

2022年是AIGC(Al-Generated?。茫铮睿簦澹睿?,人工智能生成內(nèi)容)火爆出圈的一年,不僅備受投資界關(guān)注,更是被技術(shù)和產(chǎn)業(yè)界競(jìng)相追逐。大家認(rèn)為AIGC會(huì)代表新一輪科學(xué)范式轉(zhuǎn)移的開(kāi)始。我們先來(lái)看看AIGC發(fā)展的幾個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn):

1957年萊杰倫·希勒(Leiaren?。龋椋欤欤澹颍┖蛡惣{德·艾薩克森(Leon?。幔颍洹。欤螅幔幔悖螅铮睿┩瓿闪巳祟?lèi)歷史上第一支由計(jì)算機(jī)創(chuàng)作的音樂(lè)作品就可以看作是AIGC的開(kāi)端,距今已有65年。

2014年,伊恩·古德費(fèi)洛(lan?。牵铮铮洌妫澹欤欤铮鳎┨岢龅纳蓪?duì)抗網(wǎng)絡(luò)(Generative?。粒洌觯澹颍螅幔颍椋幔臁。危澹簦鳎铮颍?,GAN)成為早期最為著名的生成模型。GAN使用合作的零和博弈框架來(lái)學(xué)習(xí),被廣泛用于生成圖像、視頻、語(yǔ)音和三維物體模型。

隨后,Transformer基于流的生成模型(Flow-based?。停铮洌澹欤螅?、擴(kuò)散模型(Diffusion Model)等深度學(xué)習(xí)的生成算法相繼涌現(xiàn)。其中Transformer模型是一種采用自注意力機(jī)制的深度學(xué)習(xí)模型,這一機(jī)制可以按照給輸入數(shù)據(jù)各部分重要性的不同而分配不同的權(quán)重,可以用在自然語(yǔ)言處理(NLP)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)(CV)領(lǐng)域應(yīng)用。

擴(kuò)散模型(Diffusion?。停铮洌澹欤┦鞘芊瞧胶鉄崃W(xué)的啟發(fā),定義一個(gè)擴(kuò)散步驟的馬爾可夫鏈,逐漸向數(shù)據(jù)添加隨機(jī)噪聲,然后學(xué)習(xí)逆擴(kuò)散過(guò)程,從噪聲中構(gòu)建所需的數(shù)據(jù)樣本。擴(kuò)散模型最初設(shè)計(jì)用于去除圖像中的噪聲。隨著降噪系統(tǒng)的訓(xùn)練時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)并且越來(lái)越好,它們最終可以從純?cè)肼曌鳛槲ㄒ惠斎肷杀普娴膱D片。然而從最優(yōu)化模型性能的角度出發(fā),擴(kuò)散模型相對(duì)GAN來(lái)說(shuō)具有更加靈活的模型架構(gòu)和精確的對(duì)數(shù)似然計(jì)算,已經(jīng)取代GAN成為最先進(jìn)的圖像生成器。2021年6月,OpenAl發(fā)表論文已經(jīng)明確了這個(gè)結(jié)論和發(fā)展趨勢(shì)。

總的來(lái)看,AIGC在2022年的突然爆發(fā),主要得益于深度學(xué)習(xí)模型方面的技術(shù)創(chuàng)新。不斷創(chuàng)新的生成算法、預(yù)訓(xùn)練模型、多模態(tài)等技術(shù)的碰撞融合帶來(lái)了今天AIGC技術(shù)突飛猛進(jìn)式的變革,并擁有通用性、基礎(chǔ)性、多模態(tài)、多參數(shù)、訓(xùn)練數(shù)據(jù)量大、生成內(nèi)容高質(zhì)穩(wěn)定等新特征。

二、AIGC產(chǎn)業(yè)體系架構(gòu)

AIGC1.png

第一層是基礎(chǔ)層:也就是由“預(yù)訓(xùn)練模型”為基礎(chǔ)而搭建的AIGC技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施層。由于“預(yù)訓(xùn)練模型”的高成本和技術(shù)投入,具有較高的進(jìn)入門(mén)檻,需要分布式大模型作為基礎(chǔ)算力框架。以2020年5月推出的推測(cè)訓(xùn)練GPT-3為例,其一個(gè)訓(xùn)練計(jì)算周期的成本可能接近1200萬(wàn)美元。因此目前進(jìn)入預(yù)訓(xùn)練模型的主要機(jī)構(gòu)為領(lǐng)域頭部賽道企業(yè)、超大型院??蒲袡C(jī)構(gòu)等。國(guó)內(nèi)影響力較強(qiáng)的就是即將在3月發(fā)布的文心大模型。2022年上半年,百度升級(jí)了任務(wù)相關(guān)知識(shí)增強(qiáng)的千億大模型文心ERNIE 3.0?。冢澹酰蟆_@個(gè)模型除了進(jìn)行無(wú)標(biāo)注數(shù)據(jù)和知識(shí)圖譜的學(xué)習(xí)外,還通過(guò)持續(xù)學(xué)習(xí)算法對(duì)百余種不同形式的任務(wù)進(jìn)行學(xué)習(xí),以實(shí)現(xiàn)任務(wù)知識(shí)的增強(qiáng)。因?yàn)橛辛嘶A(chǔ)層大模型的技術(shù)支撐,下游行業(yè)才能如雨后春筍般發(fā)展,形成了目前的AIGC商業(yè)洪流。

第二層是中間層:即垂直化,場(chǎng)景化、個(gè)性化的模型和應(yīng)用工具。預(yù)訓(xùn)練的大模型是基礎(chǔ)設(shè)施,在此基礎(chǔ)上可以快速抽取生成場(chǎng)景化、定制化、個(gè)性化的小模型,實(shí)現(xiàn)在不同行業(yè)、重直領(lǐng)域,功能場(chǎng)景的工業(yè)流水線(xiàn)式部署,同時(shí)兼具按需使用,高效經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)。2022年6月,文心大模型中的輕量化技術(shù)加持的多個(gè)文心ERNIE?。常啊。裕椋睿p量級(jí)模型開(kāi)源至飛槳自然語(yǔ)言處理模型庫(kù)PaddleNLP中,直接通過(guò)在線(xiàn)蒸餾技術(shù)將預(yù)訓(xùn)練大模型壓縮成預(yù)訓(xùn)練小模型。該模型刷新了中文小模型的SOTA成績(jī)。

AIGC2.png

隨著兼具大模型和多模態(tài)模型的AIGC模型加速成為新的技術(shù)平臺(tái),模型即服務(wù)(Model-as-a-Service?。停幔幔樱╅_(kāi)始成為現(xiàn)實(shí),預(yù)計(jì)將對(duì)商業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響。

第三層是應(yīng)用層:即面向C端用戶(hù)的文字、圖片、音視頻等內(nèi)容生成服務(wù)。在應(yīng)用層側(cè)重滿(mǎn)足用戶(hù)的需求,將AIGC模型和用戶(hù)的需求無(wú)縫銜接起來(lái)實(shí)現(xiàn)垂直落地。應(yīng)用層開(kāi)放的不僅僅是程序,還有其已經(jīng)訓(xùn)練好的模型,后繼創(chuàng)業(yè)者能更好的借助這一開(kāi)源工具,以C端消費(fèi)級(jí)顯卡的算力門(mén)檻,挖掘出更豐富的內(nèi)容生態(tài),為AIGC在更廣泛的C端用戶(hù)中的普及起到至關(guān)重要的作用?,F(xiàn)在貼近C端用戶(hù)的工具越發(fā)豐富多樣,包括網(wǎng)頁(yè),本地安裝的程序,移動(dòng)端小程序,群聊機(jī)器人等,甚至還有利用AIGC工具定制代出圖的內(nèi)容消費(fèi)服務(wù)。

AIGC3.png

隨著數(shù)字技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)融合程度不斷加深,以及互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的數(shù)字化場(chǎng)景向“元宇宙”轉(zhuǎn)型,人類(lèi)對(duì)數(shù)字內(nèi)容總量和豐富程度的整體需求不斷提高。AIGC作為當(dāng)前新型的內(nèi)容生產(chǎn)方式,已經(jīng)率先在傳媒,電商、影視,娛樂(lè)等數(shù)字化程度高,內(nèi)容需求豐富的行業(yè)取得重大創(chuàng)新發(fā)展,市場(chǎng)潛力逐漸顯現(xiàn)。與此同時(shí)在推進(jìn)數(shù)實(shí)融合、加快產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的進(jìn)程中,金融、醫(yī)療、工業(yè)等各行各業(yè)的AIGC應(yīng)用也都將快速發(fā)展起來(lái)。

三、AIGC特點(diǎn)與醫(yī)療場(chǎng)景結(jié)合展望

在內(nèi)容消費(fèi)領(lǐng)域,AIGC已經(jīng)重構(gòu)了整個(gè)應(yīng)用生態(tài)。AIGC在內(nèi)容生成領(lǐng)域有以下優(yōu)勢(shì)特征:

1.通用信息抽取技術(shù)UIE(Universal?。桑睿妫铮颍恚幔簦椋铮睢。牛簦颍幔悖簦椋铮睿?,結(jié)合醫(yī)學(xué)NLP提供通用的后結(jié)構(gòu)化增益:基于Prompt思想,將希望抽取的Schema信息轉(zhuǎn)換成“線(xiàn)索詞”(Schema-based?。校颍铮恚穑簦┳鳛槟P洼斎氲那熬Y,使得模型理論上能夠適應(yīng)不同領(lǐng)域和任務(wù)的Schema信息,并按需抽取出“線(xiàn)索詞”指向的結(jié)果,從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)放域環(huán)境下的通用信息抽取。

AIGC4.png

AIGC5.png

圖片

圖片

從以上圖片看,未來(lái)的智能文檔分析平臺(tái)可提供包括文檔信息抽取、文本內(nèi)容審查、企業(yè)文檔管理、文檔格式解析、文檔內(nèi)容比對(duì)等全方位一站式的文檔智能服務(wù),可以形成一套完整的垂直領(lǐng)域醫(yī)學(xué)文檔場(chǎng)景化解決方案。其結(jié)果可以支持開(kāi)放式文檔抽取問(wèn)答模型,直接的醫(yī)療領(lǐng)域場(chǎng)景就是健康咨詢(xún)、報(bào)告解讀、紙質(zhì)和圖片醫(yī)學(xué)文檔的“爬蟲(chóng)式”后結(jié)構(gòu)化。這使得醫(yī)院沉淀下來(lái)的大量潛在的“數(shù)據(jù)資產(chǎn)”,將徹底擺脫傳統(tǒng)的“數(shù)據(jù)清洗”的禁錮。

2.大模型預(yù)訓(xùn)練下自動(dòng)內(nèi)容生成,支持跨模態(tài):基于千億級(jí)大模型并行架構(gòu)下,對(duì)于通用任務(wù)大型語(yǔ)言和圖像Al模型可用于自動(dòng)生成內(nèi)容。

AIGC6.png

AIGC模型可以生成多種類(lèi)型的內(nèi)容,包括文本、圖像和音視頻、3D內(nèi)容等等。這可以幫助專(zhuān)業(yè)人士創(chuàng)建多樣化、更有趣的內(nèi)容,從而吸引更廣泛的人群。醫(yī)療領(lǐng)域直接的受益點(diǎn)就是未來(lái)患者的“電子病歷”和“電子健康檔案”中的主要醫(yī)療文書(shū),將通過(guò)大模型的泛在語(yǔ)義結(jié)合指令微調(diào)小模型的精練語(yǔ)義相融合,而自動(dòng)生成部分核心內(nèi)容,其內(nèi)容也將是文字結(jié)合圖片和視頻甚至部分3D內(nèi)容。圖文并茂的新特性,將極大的豐富病案的可讀性和內(nèi)容的可解釋性。既為未來(lái)電子病歷、電子健康檔案的“互聯(lián)互通互認(rèn)”,向患者個(gè)人開(kāi)放奠定基礎(chǔ),也為基于醫(yī)學(xué)科研與臨床真實(shí)世界的研究提供支撐。

3.降低領(lǐng)域門(mén)檻和運(yùn)營(yíng)成本,提高專(zhuān)業(yè)內(nèi)容和管理質(zhì)量:未來(lái)領(lǐng)域內(nèi)基于AIGC內(nèi)容制作的門(mén)檻和成本將顯著降低、效率也會(huì)顯著提高。行業(yè)專(zhuān)家將可以以更低的成本,和更高的生產(chǎn)速度,創(chuàng)造出有獨(dú)特價(jià)值和獨(dú)立視角的內(nèi)容。而且AIGC生成的內(nèi)容,由于其“AI”的血緣,可能比人類(lèi)創(chuàng)建的內(nèi)容質(zhì)量更高從而起到良好的智能輔助作用。因?yàn)槿斯ぶ悄苣P湍軌驈拇罅繑?shù)據(jù)中學(xué)習(xí),并識(shí)別出人類(lèi)顯在的或隱在的管理和控制新邏輯,并把這些邏輯貫穿到內(nèi)容生成中,這將產(chǎn)生出更準(zhǔn)確和信息更豐富的內(nèi)容。以前述的醫(yī)療文書(shū)為例,文檔的模板更規(guī)范、質(zhì)控邏輯更清晰、內(nèi)容表達(dá)更豐富、易讀性和可解釋性也更強(qiáng)。而且可以極大地把醫(yī)務(wù)人員從日常繁瑣的文件梳理工作中解放出來(lái),把更多的精力投入到患者醫(yī)療救治服務(wù)和臨床科研中去。

4.可實(shí)現(xiàn)個(gè)性化內(nèi)容服務(wù),聊天機(jī)器人和“數(shù)字人”成為新的、更包容性的用戶(hù)交互界面:人工智能模型可以根據(jù)個(gè)人用戶(hù)的喜好生成個(gè)性化內(nèi)容。這可以使垂直領(lǐng)域?qū)I(yè)人士,創(chuàng)建出目標(biāo)受眾更感興趣的內(nèi)容,并被廣泛閱讀或分享。未來(lái)隨著性能的講一步提升,對(duì)話(huà)式AIGC在搜索、知識(shí)傳播等領(lǐng)域有很大的應(yīng)用空間。AIGC的最終目標(biāo)是做一個(gè)類(lèi)似于新時(shí)代的“搜索引擎”。目前從ChatGPT展示出來(lái)的內(nèi)容輸出質(zhì)量和內(nèi)容覆蓋多維度,已經(jīng)可以直面“搜索引擎"與“問(wèn)答社區(qū)”等相關(guān)應(yīng)用。AIGC支撐了Al驅(qū)動(dòng)未來(lái)“數(shù)字人”多模態(tài)交互中的識(shí)別感知和分析決策功能,并使其“高度擬人化”。其中自然語(yǔ)言處理好比是“數(shù)字人”的大腦,“說(shuō)人話(huà)”直接影響受眾的交互體驗(yàn)。而計(jì)算機(jī)視覺(jué)ViT決定了“數(shù)字人”面部表情和肢體動(dòng)作的人類(lèi)情感自然流露。目前主流的方式是圍繞NLP能力通過(guò)文本驅(qū)動(dòng),本質(zhì)是通過(guò)ASR-NLP-TTS等AI技術(shù)進(jìn)行感知-決策-表達(dá)的閉環(huán)來(lái)驅(qū)動(dòng)“數(shù)字人”交互。醫(yī)療可對(duì)接的場(chǎng)景很容易想到未來(lái)“12320”熱線(xiàn)的無(wú)人值守、數(shù)字家醫(yī)智能患者隨訪(fǎng)、健康評(píng)估、健康咨詢(xún)與宣教、遠(yuǎn)程醫(yī)療等需要大量人機(jī)交互的場(chǎng)景和醫(yī)療服務(wù)新模式領(lǐng)域。

5.元宇宙概念提出后,互聯(lián)網(wǎng)下一個(gè)重要方向?qū)摹霸诰€(xiàn)"走向"在場(chǎng)",全面邁向3D互聯(lián)網(wǎng)新時(shí)代,而AIGC將成為打造虛實(shí)集成世界的基石。未來(lái)人們將可以在虛擬空間中構(gòu)建仿真世界,在現(xiàn)實(shí)世界“疊加”虛擬增強(qiáng),以實(shí)現(xiàn)逼真的臨場(chǎng)感。隨著各種交互、仿真、傳輸技術(shù)的不斷突破,信息在傳輸層越來(lái)越接近無(wú)損,如果“算法”、“算力”、“算據(jù)”的整合能力仍可不斷提升,則未來(lái)數(shù)字仿真能力將“真假難辨”,而人類(lèi)在3D互聯(lián)網(wǎng)中的交互和沉浸體驗(yàn)將達(dá)到新高度。如果這一天真的來(lái)臨,代表AIGC的能力已經(jīng)擴(kuò)展到從虛擬場(chǎng)景、到虛擬角色、再到虛擬內(nèi)容的全面仿真能力的生成式內(nèi)容全覆蓋。未來(lái)的“互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院”的場(chǎng)景也將升級(jí),從現(xiàn)在的“線(xiàn)下”與“線(xiàn)上”的一體化,走向未來(lái)“現(xiàn)場(chǎng)”和“在場(chǎng)”的一體化。所謂“在場(chǎng)交易”,“現(xiàn)場(chǎng)交割”的互聯(lián)網(wǎng)診療運(yùn)營(yíng)和服務(wù)新模式的出現(xiàn),使患者不再受到時(shí)空的限制,人人都將可以“分身有術(shù)”。醫(yī)療垂直領(lǐng)域服務(wù)為王、內(nèi)容為王的新時(shí)代也將到來(lái)。醫(yī)療服務(wù)供方、需方、監(jiān)管方的三者關(guān)系,將在新一代互聯(lián)網(wǎng)3D空間中以虛擬現(xiàn)實(shí)的方式展開(kāi)全面的沉浸式體驗(yàn)和內(nèi)容互動(dòng)。

AIGC7.png

四、AIGC助推元宇宙發(fā)展

未來(lái)AIGC將是推動(dòng)元宇宙發(fā)展的重要生產(chǎn)工具:

首先,AIGC為構(gòu)建沉浸式的元宇宙空間環(huán)境提供了核心基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù),將成為元宇宙的生產(chǎn)力工具。元宇宙在理論上可以用于工作、會(huì)議、游戲以及生活社交等各種人類(lèi)活動(dòng),因此需要在元宇宙空間中創(chuàng)建各種各樣的活動(dòng)對(duì)象,建筑和活動(dòng)環(huán)境。但是在過(guò)去為了構(gòu)建這些數(shù)字環(huán)境,需要開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)半手工地創(chuàng)建每一個(gè)部分,專(zhuān)業(yè)化門(mén)檻高、工作量巨大其成本高企。而現(xiàn)在AIGC已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建逼真的3D虛擬空間環(huán)境、虛擬人物,并且效率和成本可以滿(mǎn)足大規(guī)模的元宇宙字間通用環(huán)境的統(tǒng)一創(chuàng)建。AIGC使得新一代數(shù)字化“創(chuàng)世紀(jì)”成為可能。

其次,AIGC將作為生產(chǎn)力工具,為元宇宙用戶(hù)提供個(gè)性化內(nèi)容體驗(yàn)。大量個(gè)性化、多元化的數(shù)字內(nèi)容是未來(lái)吸引人們?cè)凇霸顚彙敝小傲鬟B忘返”的重要原因。虛擬場(chǎng)景、虛擬角色、虛擬身份、虛擬內(nèi)容的映射、連接和對(duì)齊需要高度智能化的生產(chǎn)工具。而這些內(nèi)容如果僅通過(guò)人工方式來(lái)生產(chǎn)既成本高又耗時(shí)長(zhǎng),肯定無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)的海量需求,因此需要AIGC作為重要生產(chǎn)力工具來(lái)滿(mǎn)足助推“元宇宙”的早日到來(lái)。

五、結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字經(jīng)濟(jì)可能是未來(lái)替代石油能源經(jīng)濟(jì)的發(fā)展新方向,目前緊密發(fā)布的相關(guān)文件和機(jī)構(gòu)改革方案,也進(jìn)一步印證了這一點(diǎn)。人工智能作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的“上層建筑”,雖然目前還不是萬(wàn)能的,但未來(lái)如果沒(méi)有也是萬(wàn)萬(wàn)不能的?!皵?shù)字化”說(shuō)到底其實(shí)就是為了解決結(jié)構(gòu)化和語(yǔ)義化問(wèn)題;“智能化”就是為了使邏輯和推理變得更加人性化和高度可泛化。AIGC正好同時(shí)契合了這兩個(gè)維度的方向,而且在技術(shù)體系內(nèi)實(shí)現(xiàn)了兩者高度的融合,所以AIGC未來(lái)的發(fā)展與垂直行業(yè)相結(jié)合,接了“地氣”后發(fā)展空間將更加不可限量。

格物致知、以物格物、推近致遠(yuǎn),應(yīng)該是我們具備的“科學(xué)態(tài)度”。這篇文章目前還是一種“推演”,而我們文中所述的種種在未來(lái)回頭再看,可能早已“一日千里”,僅僅“滄海一粟”而已。當(dāng)然在興奮中之余我們也應(yīng)該清醒的認(rèn)識(shí)到:科技的翅膀往往會(huì)在倫理的海洋里泛起漣漪。但是無(wú)論如何,科技向善、科技為人類(lèi)福祉而奮斗,應(yīng)該是萬(wàn)變不離其宗的“科學(xué)精神”。


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