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【深度解读】五大科技巨头千亿布局 智能医疗进入AI时代

发布时间: 2018-03-22   浏览次数:
 因为人工智能等新兴科技崛起,科技大厂纷纷跨界医疗业,以消费者为中心的生态系因此成形,驱动着全新的智能医疗产业链诞生,科技巨头FAAMG(即Facebook、苹果、亚马逊、微软及Google)加入竞赛!

去年,当苹果决定加入“Argonaut Project”计画时,外界极为讶异,因为这是一个电子病历交换标准开放推广计画,和苹果既有的OS封闭系统作风完全不同。

这个民间医疗组织HL7所发起的开放式标准,有了苹果支持,鼓舞了医疗产业数位化的推动者,因为过去在缺乏信任沟通的生态系统中,电子病历很难真正做到流通,难怪计画领导人Micky Tripathi已开始想像,苹果认证过的App生态,让医疗数据产生更大的价值。

那么,什么原因让苹果的态度转变了呢?关键就是“人工智能”。不过,业界人士不讳言指出,电子病历资料难以流通的瓶颈之一,是整个医疗产业链缺乏结构性资料,而人工智能的成败又取决于资料可靠性,因此,即使现在有了苹果加持,还得要建立一套标准来确保资料品质才有可能。

据Healthcare IT News指出,2017年已有86%美国医院正在使用某种形式的AI,许多医疗机构也都展开AI专案,而FAAMG(为Facebook、苹果、亚马逊、微软及Google英文字首简称)等科技巨头已意识到庞大商机,也要特定策略在此产业快速开展,促使以消费者为中心建立的生态系统开始成形,替代以往医疗的“白色巨塔”!目前光是美国的健康照护行业产值,就高达4.5兆美元,约占美国GDP的五分之一。

云端医疗、基因运算兴起,亚马逊和Google占尽优势

场景转到西雅图,亚马逊公司最近一年密集邀请医院管理人员往总部开会,交换彼此对B2B业务的看法:如果亚马逊让医院用“一站式订购”方式来采购门诊病房、手术室和急诊室所需的医疗用品,如何让订购系统变得更完善?

这是亚马逊的老本行,却战战兢兢。因为从下单平台和医院连结,与经销商、生产商签订采购合约的方式都与过去不同,过程中涉及有更多的法律和责任问题,甚至包括个人隐私。相较之下,反而不如云端服务事业AWS在医疗生技产业上的业务推动快速。

光是云端医疗及基因运算市场,2018年将达到10亿美元,投资银行FBR Capital分析师Daniel Ives认为,亚马逊和Google这种大型云端公司在基因资料储存的处理运算、安全性和分享能力,虽然远超过一般学术机构和医疗公司,市场需求还是会愈来愈大。主要因为人类基因组含有DNA的遗传信息,每一个人体细胞都有同样基因资讯,从学术机构和药品制造商己经开始对数百万人基因组进行排序,AWS和Google还能够提供资料分析服务,让科学家进一步利用DNA资料来研究。

科技大厂很早就进军医疗,但随着AI的发展,从基因到平台,全新市场正在诞生。

这也是亚马逊和Google、微软正面对决的市场。基因研究相关企业握有庞大数据,成为大型科技公司一开始锁定的标的,像亚马逊、微软、Google都共同投资针对癌症早期迹象发现遗传资讯的Grail公司,因为癌症早期发现的存活率是末期的五倍,后来腾讯也加入投资。

Grail后来还合并了香港中文大学李嘉诚与健康科学研究所所长卢煜明2014年创立的Cirina,让美国和亚洲研究循环游离DNA(cfDNA)的力量进一步整合,快速推进检测早期癌症和自体免疫性疾病的技术。“我们研发能力将有所突破,更接近降低全球癌症死亡率的目标。”Grail执行长Jeff Huber说。

从基因到平台,微软、亚马逊、Google正面对决

Google旗下的人工智能公司DeepMind正和英国的全民医疗系统NHS合作,开始有效分析数据;Google也推出工具Deep Variant,以人工智能绘制个人基因蓝图,找出有助于控制病况的特定基因或基因突变。此外,Google的母公司Alphabet所投资的“Google Genomics”,则是用运算法来进一步提供深度学习。像采用“影像辨识技术”来协助医生判读医学成像,包括诊断糖尿病视网膜病变、乳腺癌肿瘤转移等等。

对于经验丰富的医生来说,可能一眼瞄过X光片、电脑断层摄影(CT)或核磁共振(MRI)影像报告,就知道问题所在,但年轻医生难免出现误差。

以“视网膜眼底影像数据”为例,Google团队便应用深度学习技术TensorFlow,透过专业医生的协助,从具有12.8万张的数据集中,创建出如同专业医生判断病变能力的模型,未来便可透过该模型在系统上得出诊断结果,让宝贵的医疗经验传承下去。TensorFlow机器学习也能支援DNA测序。

和Google一样在软件方面较劲的微软,早在2009年就启动Microsoft Biology Initiative专案,给生物资讯学领域带来新的技术和工具,接下来从基因科技开始切入云端,2016年7月,微软宣布发表DNA读写工具,推出DNA的“端到端”保存资讯系统。

2016年10月,微软推出全新基因组分析工具包(Genome Analysis Toolkit,GATK)。对比之前的版本,GATK的运算效率可提高七倍,这些节省下来的时间对于急重病患者具有重大意义,微软进一步希望利用“DNA+电脑”技术攻克癌症,这是一种超小DNA电脑,能进入人体运行,监视癌细胞并且对癌细胞进行重新编码,让癌细胞转化为健康细胞,希望在十年之内解决癌症问题。

科技巨头从2016年开始纷纷提出高效能的架构,来主导深度学习框架或程式库,包括 Facebook的Caffe和Caffe2、GOOGLE的TensorFlow、亚马逊的MXNet、PyTorch等等,科技巨头之间的架构开放竞合,也进入第一回合布局。

2017年9月,微软宣布和Facebook共同推出开放神经网络交换格式(Open Neural Network Exchange,ONNX),来提升神经网络框架格式间的互通性,其中就没有包括GOOGLE的TensorFlow。不过这些竞合已让开发者大大降低训练模型的门槛,可以自由选择从神经网络中编写程式,或是调整框架中模型来训练与设计算法。

科技大厂纷至沓来,医疗大厂GE、西门子、飞利浦加速攻防

根据Healthcare Dive资料,2017年第二季医疗产业共有29件人工智能投资案,这是单季新高,全年投资案也创下新高,这股热潮还会继续延烧到2018年。顾问机构Accenture就指出,AI技术正在重组人们对医疗服务的现代概念,AI工具的投资部署在十年内将剧增至1千5百亿美元。

科技大厂来势汹汹,老牌医疗大厂也不会坐以待毙,GE就全力加速,2017年GE Healthcare成为第一家采用NVIDIA GPU Cloud云端平台的医疗设备商,NVIDIA的AI芯片将导入全球50万台GE的电脑断层检查仪(Revolution Frontier CT)中,加速医疗数据处理、分析,影像处理速度快两倍,还能降低辐射量。

GPU加速深度学习,打造更复杂的神经网络和影像显示,足以扩及医疗图像、大量数据处理,为病患血流提供可视化和量化数据,如肝脏、肾脏病变的临床检测,增进医疗状况评估、临床诊断决策等医疗应用。大大改善医师的工作流程以及节省大量时间。“英伟达未来几年一定会扩大AI在医疗面的应用。”英伟达的AI研究员Kimberly Powell说。

欧洲医疗大厂飞利浦,则早就看见全球先进国家的老年人口己占15%,未来20年内还会再增加两倍,达到30%,医疗器材需求以倍速成长,所以飞利浦很早就把医疗部门切出来,更灵活的面对挑战,并在全球不断购并拥有病情监测、精密影像检查设备厂商,从2006年开始,甚至每年购并二到七家高成长的医疗公司。

2018年欧洲最大工业集团西门子(Siemens)旗下医疗设备事业,预定明年在法兰克福挂牌上市,也将是德国20年来最大规模的IPO案。西门子的医疗影像与诊断部门Healthineers身价约400亿欧元,西门子最高将释出医疗事业的25%股份,也将是1996年德意志电信(Deutsche Telekom)130亿美元以来最大宗IPO。西门子医疗强化资本结构之后,将继续迎战全球科技巨头的挑战。

AI让平等医疗更进一步,Facebook选择从人类细胞图谱切入

事实上,传统电子医疗集团和科技巨头的竞争,从AI开始进入白热化,也有利于人类健康的下一步发展,IBM Watson Health健康长Kyu Rhee博士曾提出医师AI三大原则:目的、透明和技能:都是为了帮助人类,而不是取而代之,瑞伊博士认为AI是一种新技能,当“人类+AI”(Human+AI),才完整增强人们的能力,“人类+AI”适用于临床医生、管理人员和健康IT专业人员。

更精准、更有效率、更加透明化、成本也更加便宜,让“平等医疗”的概念,有可能进一步开展。

2010年英国学者Michael Marmo曾发表论文指出,在英国,最贫穷的一群人比最富有的一群人,平均少活了七年,也比较容易发生失能。在美国,相较于白人,黑人死于心脏病和中风的机会分别高出29%和40%。

“平等医疗”的需求,正是FAMMG等科技巨头的竞合全新起点。因为社会、经济、教育等种种不平等,透过AI能代替人手短缺的人类医生做初步的诊断,资讯的不平等,也可以透过AI来学习,创造其他的可能性。

Facebook创办人扎克伯格夫妇2015年就设立Chan Zuckerberg Initiative,计划未来十年将投资30亿美元,资助全球的科学家研究疾病治疗,第一个专案就是投入6亿美元建立Biohub研究中心,将科学家和工程师聚合在一起,共同研发预防、治疗及管理疾病的工具,并大力赞助“人类细胞图谱”(Cell Atlas project)的完成。

“人类细胞图谱”将细胞各种状态整理出来,让人们可以更快了解自己的细胞,进一步防制疾病,因为扎克伯格(Mark Zuckerberg)观察,目前用于治疗人类疾病的费用,至少是疾病预防的50倍,“这需要改变!”扎克伯格说。

扎克伯格是FAAMG中最年轻的创业者,所以他敢喊出“2100年”结束前要控制所有疾病,离现在还有82年,所以也愿意从最基本的“人类细胞图谱”做起,而Biohub的负责人史丹福大学生物工程学教授Steve Quake博士,拥有735项专利,能帮助Facebook的医疗大计一步一步打下基础。

另外,Facebook专长的社群科技能力也继续发挥功能,像密西根大学研究人员开发“Genes For Good”应用平台,利用Facebook招募志愿参与者,让参与者可使用“Genes for Good”参与基因检测研究、探讨健康相关的资讯,彼此帮助了解自己和他人日常生活和基因变化比较,进一步达成日常健康的目标。从基础图谱到社群,都是为了提升效率,解决资源不足,追求未来的平等医疗服务。


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