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学习大模型的前沿技术与行业应用场景


王小川:通用人工智能与AI医疗之路 | CCCF精选
发布日期:2025-02-03 20:35:46 浏览次数: 1580 来源:中国计算机学会
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王小川深度解析通用人工智能与AI医疗的未来趋势。
核心内容:
1. 大模型如何将语言和生命问题数学化
2. AI技术引领智能时代和共生时代的到来
3. AI医疗对医疗服务和医疗研究的影响

杨芳贤
53A创始人/腾讯云(TVP)最具价值专家



大模型通过压缩和预测将语言变成数学问题,让我们从科学时代跨入智能时代。未来20年,我们有机会把生命也变成数学问题,进而迎来共生时代。医疗大模型是LLM皇冠上的明珠,AI医疗不仅能提升医疗服务的可及性、便利性,还将推动医疗研究范式的创新。





从科学时代到共生时代


从工业革命至今,技术在促进人类社会进步中扮演的角色越发重要,每一次技术革新都如同璀璨星辰,在历史的星空熠熠生辉。


过去一年,我们见证了ChatGPT的横空出世随后迅速席卷全球。这一里程碑事件不仅标志着人工智能(AI)领域取得了重大突破,更预示着我们正迈向一个全新的智能时代(见图1),很多人甚至将其视为第四次工业革命的起点。


图1 从工业时代到智能时代


2023年初,大模型初显峥嵘之际,大家还没有这样的共识,对于我们是不是真的已经进入到了智能时代,仍存在比较大的争议。彼时我们便断定大语言模型是人工智能领域的巨大突破。我曾在2018年就预言过“当大模型掌握了语言,智能时代就到来了”,所以我将2023年定义为智能元年,百川智能正是在智能元年成立的新公司。


智能时代对我们而言到底意味着什么?接下来又会产生哪些变化?这是每一个从业者都在思考且迫切想知道答案的问题。从更激进、更前瞻的角度,以数学为准绳,我们可以将人类的科技史划分为三个阶段,分别是科学时代、智能时代、共生时代(见图2)。


图2 人类科技史的三个时代


科学时代,最明显的变化是物理学被数学化。牛顿的《自然哲学的数学原理》是这一转变的重要标志。牛顿力学之后,相对论、量子力学等理论也在不断发展和完善,数学已经成为我们描述真实世界的重要工具。


从科学时代进入智能时代最核心的标志是语言的数学化。马克思曾说,“人和动物的最大区别是人会使用语言。”语言是一种特殊的产物,代表着人的认知空间和对真实世界的理解,语言背后蕴涵的是世界知识、历史文化、社会沟通,以及对现象高度抽象后的规律总结。从哲学上讲,对应的是唯名论和唯实论,即存在一个真实世界,也存在一个与真实世界相对的概念世界,概念世界可以理解为对真实世界的认知。而如何将我们的认知变成数学问题,这是我们以前一直想做却没有做到的。


从1956年至今,人工智能已经发展了近70年,大模型让机器第一次理解和掌握了语言,它能流畅地与我们对话,用语言进行思考,而不是像上一代自然语言处理(NLP)技术那样只做语言的处理。当机器开始掌握语言,意味着人工智能领域的一次范式转移。


2024年的诺贝尔奖物理学奖和化学奖都颁给了AI相关的人物,正是对这一命题的阐释。在AI for science 或者AI is science已经成为主流趋势的背景下,科学的内涵也开始有了新变化。


未来20年,我们可能会把生命也变成数学问题。对此,国际顶尖人工智能公司Anthropic的CEO达里奥·阿莫迪(Dario Amodei)有着同样的观点,他在撰写的万字长文中畅想,AI足够强大之后就可以做医学实验,通过与真实世界沟通,解决人的身体健康、精神健康问题。他认为我们最终能实现生物自由,通过AI理解生命,最终与机器共生。虽然听起来有些超前,但我非常认同他的观点,智能时代之后我们将迎来共生时代。


DIKW是通向智能的技术路径


回到技术本身,在AI技术演进过程中,DIKW(Data,数据;Information,信息;Knowledge,知识;Wisdom,智慧)模型(见图3)能够完整体现相关技术的各个发展阶段。以搜索引擎为代表的信息时代,主要是在信息层面上通过搜索构建连接,消除了信息的时空阻碍,大众可以随时随地获取信息。信息时代之后是知识时代,大模型将整个互联网的信息压缩之后,通过对下一个词元(next token)的预测解决了知识的表达问题。再往后OpenAI的大模型o1开始进入慢思考,除知识沟通以外,它能够产生完整的思考能力,可以做规划、讲道理。当大模型具备了海量知识,同时还具有慢思考的能力,智慧就会到来。


图3 DIKW模型


从知识到智慧,其中充满了巨大的技术革新和创业机遇。以前我们总是以一种工具的思维对待大模型技术。比如,有些人认为大模型不太靠谱,原因是“大模型连七位数的乘法都不会做”。但我们很容易忽视的是,如果没有计算器,人类同样也很难算出来。大模型是一个智能引擎,我们不能用工具思维来衡量大模型的能力。在智能时代,我们不是在造“工具”而是在“造人”,造人代表了知识含量最高,并且需求最广泛,而医疗则是其中最有代表性的行业。神经网络之父辛顿(Hinton)也强调了医疗的重要性,认为“医疗行业是AI应用中最重要的领域之一,能最大化发挥AI的潜力”。


造医生,得医生者得天下


医疗是最适合大模型的应用领域之一。提到大模型,我们经常会谈论它的安全性,要降低幻觉等问题,恰好医疗也是一个非常严谨的领域,安全性和准确性同样是医疗最基本的要求。此外,大模型的推理、思考能力,记忆力,多模态处理能力,良好的沟通问答能力等,医疗也都会用到。甚至所谓的具身智能,医疗也有对应的外科手术机器人。同时,大模型也可应用于理解生命、脑科学、基因等。


英伟达CEO黄仁勋曾在访谈中表示,“学计算机的时代过去了,生命科学才是未来。”他认为机器智能到来之后,生物医药将是未来非常重要的议题。因此我们可以说科学的尽头是AI,而AI的尽头是生命,未来AI将帮助我们更深刻地理解生命。


百川智能是国内唯一一个专注医疗的大模型创业公司。我在2021年把搜狗公司卖给腾讯的时候就提到,之后的二十年我会专注生命科学、大众健康。2022年,我创建了一家做AI检验检测设备的公司——五季医学,它和百川智能实际上是姊妹公司。


医疗供给不足是医疗领域的“老大难”问题,医生是临床医学里最重要的资源。信息时代主要是通过寻找医生来满足患者的需求,比如春雨医生、好大夫、挂号网等,然而这种模式无法解决医疗供给的问题。因此,百川智能提出了“造医生”的理念。造医生的核心在于充分利用大模型的思考能力、沟通能力和知识理解能力,为患者提供更加高效、优质的医疗服务。

类比自动驾驶的发展范式,医疗发展也可以分为六个层次(见图4):从L0到L2,主要是靠人驱动或者机器给人做辅助;到L3,AI便能够针对具体场景给出可执行的诊疗方案,最终由医生确认,达到以AI医生为主,人类做辅助的水准;到L4的时候,就能够造出一个真的医生了;如果继续发展,当AI能够从预防诊断到康复管理,在全生命周期、全病程管理上都能超过真人,那么AI就进入了一个完全自主的时代。百川智能希望能够提供L3层次的医疗环境,即人辅助机器的环境,并且认为当真正的AI医生能被造出时,通用人工智能(AGI)也将同步到来。


图4 医疗发展的六个层次


改路径,提升医疗服务的可及性和便利性


具体到落地层面,此前AI医疗在落地上有两大阵地,一个是在医院内给医生医院做服务,做医院的信息化;另一个是给药厂做营销。经过长时间的发展,目前这两个方向都已经有了相对成熟的商业模式。不过,这两个模式都是围绕医院或者药厂来做,AI医疗是它们的附属品,并不具备自己的阵地。


那么AI医疗怎样才能找到属于自己的阵地呢?从医疗改革中我们能找到新的机遇。医疗改革的宏观方向是从以医院为中心转变为以居家为中心,从以医生为中心转变为以患者为中心(见图5)。这种转变的目标是实现医疗资源从院内走向院外,从线下走到线上,从而提高医疗服务的可及性和便利性,让更多人享受到优质的医疗服务。


图5 医疗方向的转变


以前因为没有造医生的能力,我们在医生的供给侧不具备有力支撑。有了AI医生之后,我们特别期待能够助力国家实现分诊,从而对标美国的医疗结构。一方面,美国的医保制度和我国不一样;另一方面,他们有家庭医生制度,中国的家庭医生还没发展起来。因此百川智能不是以医院为中心,也不是以药厂为中心,而是以家庭医生为切入点构建第三个阵地,我们希望能够在未来几年内助力医疗改革,实现一个结构性的变化,我称之为“改路径”。


再往前走一步,随着人们对健康的重视程度越来越高,主动健康(见图6)将是医疗领域的一个重要发展方向。受限于当下的医疗认知水平,主动健康依旧是一个很难的课题。主动健康理念要求人们在日常生活中关注自己的健康状况,这个时候就需要有一种或者多种新的传感器,能在居家环境下对用户进行伴随诊断,做到疾病早发现和精准联合用药。所以改路径的第二步是一种长期的居家陪伴,这个概念在互联网时代就已经有人在提了,但由于没有家庭医生和高精度传感器设备,之前是做不到的。我们希望除了改路径以外,还能够做到居家场景下的主动健康。


图6 从被动治病到主动健康


促医学,创建新的医学研究范式


不同于其他行业,服务和科研一体是医疗的一大特点,医生不仅需要给患者提供诊疗服务,同时还有科研任务。但传统医疗模式下,医生能获得的数据非常有限,因此我们非常期待可以通过陪伴式的AI医生,让医生获取更广泛、实时、高颗粒度的生命纵向数据,推动医学从经验医学走向循证医学,再走向精准医学(见图7)。这种主动健康的理念和实践不仅可以提高人们的健康水平,也可以为医疗科研提供更多的数据支持,促进医学发展。


图7 创建新的医学研究范式


为了将造医生的理念付诸实践,百川智能在医疗领域进行了积极的探索和创新,打造了两款重要的产品——AI全科医生和AI儿科医生。其中,AI全科医生可以为患者提供全面的医疗服务,包括疾病诊断、治疗建议、健康咨询等。AI儿科医生则专门针对儿童患者,能够更好地满足儿童医疗的特殊需求。2024年9月,百川智能和国家儿童医学中心北京儿童医院签订了战略合作协议,双方计划在院外打造100万个儿科全科医生、保健医生。这一合作具有重要的意义:一方面,它可以解决儿童就医过程中交叉感染和排队等问题,提高儿童就医的便利性和安全性;另一方面,它也促进了医学本身的发展,为儿童医疗领域提供了一种新的服务模式和科研思路。


(本文根据CNCC2024特邀报告整理而成)


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https://dl.ccf.org.cn/video/videoDetail.html?_ack=1&id=7227251890604032



王小川

CCF杰出会员、理事、CCF CTO Club创始主席。百川智能创始人、CEO。wxc@baichuan-inc.com


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