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人工智能+医疗行业调研分析报告(1)——汇桔研究院出品

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正文目录

1章 人工智能来袭 

   1.1基本概念 

   1.2发展路径 

   1.3基本定位:弱人工智能阶段 

   1.4技术支撑层梳理 

2章 纵观全球人工智能战略 

   2.1国外相关举措 

       2.1.1美国在人工智能领域占据特殊地位 

       2.1.2日本部署超智能社会 

       2.1.3英国智能发展创新 

       2.1.4法国努力成为欧洲人工智能领军者 

   2.2我国加紧布局人工智能 

3章 人工智能和医疗行业现状 

   3.1人工智能处于新生发展时期 

       3.1.1人工智能的行业渗透 

       3.1.2中国人工智能产业处于上升阶段 

       3.2 医疗行业在人工智能大背景下的形势严峻 

       3.2.1全球医疗规模 

       3.2.2国内医疗现状 

4章 人工智能助力医疗行业 

   4.1人工智能+医疗应用的必然性 

   4.2人工智能+医疗应用场景 

       4.2.1虚拟助理 

       4.2.2医学影像 

       4.2.3辅助诊疗 

       4.2.4疾病风险预测 

       4.2.5药物挖掘 

       4.2.6健康管理 

5章人工智能在医疗中应用面临的挑战 

6章 人工智能:如要入“局” 专利先行 

   6.1我国人工智能专利申请情况 

   6.2巨头公司知识产权战略 

   6.3 结论 

 


1章 人工智能来袭


1.1基本概念

人工智能(Artificial Intelligence,英文缩写为AI),是指使用机器代替人类实现认知、识别、分析、决策等功能,其本质是对人的意识与思维的信息过程的模拟,是一门综合了计算机科学、生理学、哲学的交叉学科。凡是使用机器代替人类实现认知、识别、分析、决策等功能,均可认为使用了人工智能技术。



图 1人工智能研究的学科

图片1.png


1.2发展路径 

人工智能发展历经波折,历史上经历过2 次低谷。传统人工智能受制于计算能力,并没能完成大规模的并行计算和并行处理,人工智能系统的能力较差。2006 年,Hinton 教授提出“深度学习”神经网络使得人工智能性能获得突破性进展,进而促使人工智能产业又一次进入快速发展阶段。


表格1 人工智能发展历程

时间

事件

意义

1956

人类历史上第一次人工智能研讨会在美国的达特茅斯(Dartmouth)大学举行 

标志着AI的诞生

1957

罗森布拉特发明第一款神经网络 Perceptron

将人工智能推向第一个高峰

1969

召开了第一届国际人工智能联合会议,规定每两年召开一次


1970

计算能力突破没能使机器完成大规模数据训练和复杂任务

AI 进入第一个低谷

1982

霍普菲尔德神经网络被提出


1986

BP 算法出现使得大规模神经网络的训练成为可能

AI 推向第二个黄金期

1990

人工智能计算机 DARPA 没能实现,政府投入缩减

AI 进入第二次低谷

2006

Hinton 提出深度学习神经网络

使得人工智能性能获得突破性进展

2013

深度学习算法在语音和视觉识别上取得成功,识别率分别超过 99%95%

进入感知智能时代

2016.3

谷歌 AlphaGo4:1 战胜李世石九段

揭开人工智能新篇章

2016.9

Uber在美国匹兹堡市推出城区大范围无人驾驶出租车免费载客服务;

Google 神经机器翻译系统的翻译质量大幅提升

2016.10

微软语音识别系统以 5.9%的词错率媲美人类专业速记员;特斯拉宣布所有新车将 安装具有完全自动驾驶功能的硬件系统 Autopilot 2.0


2016.11

18 云骁自动驾驶汽车在 3.16 公里的开放城区道路上自主驾驶


2016.12

自动唇读系统 LipNet 对唇语解读的准确率超过人类唇语专家;Master 30 秒快棋网测中横扫数十位中日韩世界冠军及顶级高手


2017.1

智能机器人,“小度在人脸识别方面以 3:2 的成绩战胜人类最强大脑代表王峰; 专家水平的人工智能首次战胜一对一无限注德州扑克人类职业玩家


2017.3

谷歌 AlphaGo3:0 战胜现役世界围棋第一人柯洁九段


 

1.3基本定位:弱人工智能阶段

人工智能的概念很宽泛,可将人工智能依据实力划分为三类:

1)弱人工智能:仅擅长某个单方面应用的人工智能,超出特定领域外则无有效解;

2)强人工智能:人类级别的人工智能,在各方面都能和人类比肩,且无法简单进行人类与机器的区分;

3)超人工智能:在各个领域均可以超越人类,在创新创造、创意创作领域均可超越人类,可解决任何人类无法解决的问题。

我们认为,从目前人工智能的应用场景来看,当前人工智能仍是以特定应用领域为主的弱人工智能,如图像识别、语音识别等生物识别分析,如智能搜索、智能推荐、智能排序等智能算法等。而涉及到垂直行业,人工智能多以辅助的角色来辅佐人类进行工作,诸如目前的智能投顾、自动驾驶汽车等,而真正意义上的完全摆脱人类且能达到甚至超过人类的人工智能尚不能实现。我们预计,未来随着运算能力、数据量的大幅增长以及算法的提升,弱人工智能将逐步向强人工智能转化,机器智能将从感知、记忆和存储向认知、自主学习、决策与执行进阶。


1.4技术支撑层梳理

就目前技术发展而言,人工智能以机器学习、数据挖掘为两大核心者范畴上有所交叉。机器学习又包含对抗学习等诸多种类,其中倍受瞩目的就是深度学习。按照拓扑结构分可为卷积神经网络、循环和全连接神经网络,并通过算法框架实现深度学习过程。机器学习与数据挖掘的技术之上,实现了目前市场上最常见的三大技术应用,即计算机视觉、智能语音技术和自然语言处理。另外,人工智能技术的实现,还要依托硬件的支持(处理器/芯片、传感器元件等)以及云平台提供的存储与计算服务


2人工智能的技术支撑结构

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而通过梳理人工智能四个分支跟各个学科之间的相关度,可看出,计算机科学、数学、逻辑学和物理学,对人工智能的进步推动最大。


图3 人工智能四个分支跟各个学科之间的相关度

图片2.png

图片来源:乌镇智库《乌镇指数:全球人工智能发展报告2016》

2纵观全球人工智能战略


与工业时代的蒸汽机和信息时代的互联网一样,人工智能在智慧时代扮演着关键角色,是支撑引领人类社会从信息时代走向智慧时代的基础。人工智能驱动的智能制造,采用高度灵活的生产服务模式,在全球范围内重组产业链分工和价值创造过程,对经济社会和国家安全产生广泛深远的影响。美国、日本、法国等主要国家积极谋划抓住重大机遇并应对严峻挑战。谷歌、亚马逊、Facebook、英特尔、IBM、微软等领先公司正尝试制定关于人工智能的一系列标准,但其对人工智能的研究和应用还处于投入和探索阶段,尚未形成垄断格局和商业壁垒。我国近乎与发达国家处于同一起跑线,以BAT为代表的互联网科技企业及相关研究机构正在深度参与人工智能全球化竞争,可以为制定人工智能国家战略打下坚实基础。


2.1国外相关举措


2.1.1美国在人工智能领域占据特殊地位


表格2 美国人工智能相关措施一览表

时间

相关措施

2016.5

美国白宫科技政策办公室(OSTP),在其直属的美国国家科学与技术委员会(NSTC)之下,设立了机器学习与人工智能分委会(MLAI)。


2016.10

白宫发布《为未来人工智能作好准备》报告,针对政府、公共机构和公众提出了23项具体建议措施,与政府相关的建议包括:优先投资于私营企业不愿投资的人工智能基础与长远研究领域;计划和战略应考虑人工智能和网络安全之间的相互影响;促进人工智能公开数据标准的使用和最佳实践;促进人工智能从业者在数量、质量和多样性上合理增长;投资开发和应用自动空中交通管理系统,以同时应对无人机和有人驾驶飞行器;监控全球人工智能技术发展状况,定期向主管部门汇报重大技术突破;加深与关键的国际利益相关者合作,制定政府层面的人工智能国际参与政策。


2016.10

美国国家科学技术委员会网络和信息技术研发分会发布《国家人工智能研发战略规划》报告,提出了七大战略:对人工智能研发进行长期投资;开发人机协作有效方法;理解和应对人工智能带来的伦理、法律和社会影响;确保人工智能系统安全性;开发共享公共数据集和测试环境平台;建立技术标准基准和评估体系;把握人工智能研发人才的需求。


2016.11

白宫发布《人工智能、自动化和经济》白皮书,五个咨询机构的负责人在卷首语中共同表示,人工智能驱动的自动化开创了新的市场和机遇,将为健康、教育、能源和包容发展带来促进作用,将会变革经济、创造更多财富。白皮书同时指出,这种偏向超级巨星的技术变革比以前的技术密集型变革更容易让财富流向极少数社会精英,会进一步撕开资本和劳动力之间收益分配的裂痕。


2017.5

特朗普政府发布2018财年科技预算案,将削减为人工智能研究提供支持的多个政府机构的资金,但国防预算中相关新兴技术研发应用将加大投入。人工智能研发将由谷歌和Facebook等创新企业主导。


2017.7

美国发布《人工智能与国家安全》报告,认为未来随着技术的持续进步,人工智能将像核武器、飞机、计算机和生物技术一样,日益成为可影响国家安全的变革性技术。该报告以“整个政府”为框架,提出了关于人工智能技术的国家安全政策3个目标:(1)保持美国技术领先地位;(2)支持和平利用人工智能技术;(3)灾难性风险管理,并围绕这3个国家安全政策目标,提出了11点发展建议。



2.1.2日本部署超智能社会

    日本汽车、电子/电机产业具有很强的国际性竞争力,但劳动力严重短缺,对工业机器人有内在需求。加上日本政府一直采取积极政策扶植机器人发展和推广应用,经过20世纪60年代的摇篮期,70年代的实用期,80年代进人普及提高期,政府的支持激发了企业家投资机器人产业的积极性,使得日本机器人产业成为全球领导者。新世纪,日本将培育未来机器人产业看作是支撑21世纪日本产业竞争力的战略重点。


表格3 日本人工智能相关措施一览表

时间

相关措施

2016.1

日本内阁会议审议通过了《第五期科学技术基本计划(2016—2020)》,提出继狩猎社会、农耕社会、工业社会、信息社会之后,日本将以制造业为核心,灵活利用信息通信技术,基于因特网/物联网,打造世界领先的“超智能社会(5.0社会)”。在涵盖制造业在内的各综合领域开展新技术研发与变革,重点包括能够维持日本竞争力和优势的社会基础设施、尖端测量等基础性技术,卫星定位模拟、通信等航天技术,以及人工智能、大数据分析、信息通信技术等。


2016.5

日本文部科学省确定了“人工智能/大数据/物联网/网络安全综合项目”2016年战略目标,强调利用快速发展与日益复杂的人工智能技术开发出能利用多样化海量信息的综合性技术,实现以下战略目标:开发能综合多样化海量信息并进行分析的技术;开发能基于多样化海量信息,根据实际情况进行优化的系统技术;开发适用于复杂系统的安全技术。


2017.3

日本文部科学省确定了“交互系统”2017年战略目标,强调以信息科技为核心,整合认知科学、心理学、脑科学等学科,实现以下战略目标:进行交互界面开发,并开发一系列拓展人类能力的技术,以支持交互系统发展;阐明交互系统的结构和原理,开发信息收集及分析技术,进一步深化对交互系统的理解;开发应用环境设计技术,以利用交互系统促进社会结构及人类行为优化。


2017.6

日本政府推出“人工智能产业化工程表”,宣布在未来10年,将投入资金1000亿日元(约9亿美元)用于4个重点领域人工智能研发,包括健康医疗、交通物流、信息安全、人才培养等。



2.1.3英国智能发展创新


表格4 英国人工智能相关措施一览表

时间

相关措施

2014

发布了《人工智能2020国家战略》)

2015

《英国机器人及人工智能发展图景》

2016.12

发布了《人工智能:未来决策制定的机遇与影响》


2.1.4法国努力成为欧洲人工智能领军者

2017年3月,法国经济部与教研部发布《国家人工智能战略》,旨在把人工智能纳入原有创新战略与举措中,谋划未来发展。主要内容包括:

1.引导人工智能前沿技术研发,培育后备力量。如发起长期资助计划、人工智能+X(相关领域)合作计划、建设大型科研基础设施、新建法国人工智能中心、设立领军人才计划、普及人工智能知识等。

2.促进人工智能技术向其他经济领域转化,充分创造经济价值。如设立技术转化项目与奖金、设立人工智能公共服务项目、建设云数据共享平台及数据和软件等资源集成与展示平台、设立投资基金和人工智能基金会、推动人工智能在智能汽车及金融投资等领域应用、扶持人工智能在安全及监测异常行为等冷门研究方向的新创企业、共同起草人工智能研发路线图等。

3.结合经济、社会与国家安全问题考虑人工智能发展。如开发自主集成软件平台、数据存储与处理平台、自动学习技术平台、网络安全平台等,预见人工智能对社会尤其是就业的影响,评估人工智能对现有工作任务的替代性等。


2.2我国加紧布局人工智能

国内近几年不断出台了相关扶植人工智能发展的政策,积极推动人工智能在各个细分领域的渗透。


表格我国人工智能相关政策一览表(2015-2017年)

时间

颁布主体

法律法规

相关措施

2015.5

国务院

《中国制造2025

加快智能制造产品研发和产业化,智能制造为中国制造的主攻方向

2015.7

国务院

《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》

明确提出人工智能作为11个重点布局的领域之一,促进人工智能在智能家居、智能终端、智能汽车、机器人等领域的推广应用。

2015.7

中央办公厅、国务院

《关于加强社会治安防控体系建设的意见》

加大公共安全视频监控覆盖,将社会治安防控信息化纳入智慧城市建设总体规划,加深大数据、云计算和智能传感等新技术的应用。

2016.3

国务院

《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要(草案)》

人工智能概念进入“十三五”重大工程。

2016.4

工信部、国家发改委、财政部

《机器人产业发展规划(2016-2020年)》

制定智能工业型机器人和服务发展规划,建立创新中心鼓励银行、基金向有关的机器人技术和机器人发展提供支持

2016.5

国家发改委、科技部、工信息部、中央网信办

“互联网+”人工智能三年行动实施方案》

2018年,中国将基本建立人工智能产业体系、创新服务体系和标准化体系,培育若干全球领先的人工智能骨干企业,形成千亿级人工智能市场应用规模

2016.7

国务院

“十三五”国家科技创新规划》

智能制造和机器人成为科技创新-2030项目重大工程之一。

2016.9

国家发改委

《国家发展改革委办公厅关于请 组织申报“互联网 +” 领域创新能 力建设专项的通知 》

为构建“互联网 +” 领域创新网络,促进人工智能技术的发展,应将人工智能技术纳入专项建设内容

2016.12

国务院

“十三五”国家战略性新兴产 业发展规划的通知 》

培育人工智能产业生态,促进在经济社会重点领域推广应用打造国际领先的技术体系

2017.1

中共中央、国务院

《关于促进移动互联网健康有序发展的 意见 》

加紧人工智能、虚拟现实等新兴移动互联网关键技术布局,尽快部分前沿技术、颠覆性技术在全球率先取得突破

2017.3

国务院

2017 政府工作报告 》

加快培育壮大包括人工智能在内的新兴产业,“人工智能”也首次被写入了全国政府工作报告

2017.5

科技部

科技部关于印发 《“十三五”生物技术 创新专项规划 》的通知

突破新一代生物检测技术、脑科学和类人工智能大数据若干前沿关键技术和共性关键技术

2017.7

国务院

《新一代人工智能发展规划》

明确了我国新一代人工智能发展的战略目标分三步走,按照“构建一个体系、把握双重属性、坚持三位一体、强化四大支撑”进行布局,形成人工智能健康持续发展的战略路径。


尤其是201778日,《新一代人工智能发展规划》的印发实施,旨在抢抓人工智能发展的重大战略机遇,构筑我国人工智能发展的先发优势,加快建设创新型国家和世界科技强国。

人工智能发展进入新阶段。经过60多年的演进,特别是在移动互联网、大数据、超级计算、传感网、脑科学等新理论新技术以及经济社会发展强烈需求的共同驱动下,人工智能加速发展,呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征。大数据驱动知识学习、跨媒体协同处理、人机协同增强智能、群体集成智能、自主智能系统成为人工智能的发展重点,受脑科学研究成果启发的类脑智能蓄势待发,芯片化硬件化平台化趋势更加明显,人工智能发展进入新阶段。当前,新一代人工智能相关学科发展、理论建模、技术创新、软硬件升级等整体推进,正在引发链式突破,推动经济社会各领域从数字化、网络化向智能化加速跃升。

人工智能成为国际竞争的新焦点。人工智能是引领未来的战略性技术,世界主要发达国家把发展人工智能作为提升国家竞争力、维护国家安全的重大战略,加紧出台规划和政策,围绕核心技术、顶尖人才、标准规范等强化部署,力图在新一轮国际科技竞争中掌握主导权。当前,我国国家安全和国际竞争形势更加复杂,必须放眼全球,把人工智能发展放在国家战略层面系统布局、主动谋划,牢牢把握人工智能发展新阶段国际竞争的战略主动,打造竞争新优势、开拓发展新空间,有效保障国家安全

                                     

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墨鱼籽 3 周前
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人工智能+医疗行业调研分析报告(1)——汇桔研究院出品
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