中科院香港創(chuàng)新院發(fā)布具身智能手術(shù)大模型,可用于手術(shù)指導(dǎo)
11月22日,中國(guó)科學(xué)院香港創(chuàng)新研究院人工智能與機(jī)器人創(chuàng)新中心發(fā)布CARES Copilot具身智能手術(shù)AI大模型2.0版本,可為臨床診斷和決策提供支持。
中國(guó)科學(xué)院香港創(chuàng)新研究院是中央批準(zhǔn)的內(nèi)地在港設(shè)立的首個(gè)國(guó)家級(jí)科研機(jī)構(gòu),人工智能與機(jī)器人創(chuàng)新中心是其下設(shè)兩家中心之一,圍繞多模態(tài)AI手術(shù)大模型、具身智能醫(yī)療機(jī)器人、人工智能基礎(chǔ)理論等方面開展研究工作,目標(biāo)是打造香港人工智能品牌。
今年3月,AI多模態(tài)大模型CARES Copilot 1.0發(fā)布,可以在手術(shù)階段自動(dòng)識(shí)別病灶和解剖結(jié)構(gòu),以識(shí)別和輔助醫(yī)生的功能為主。
而CARES Copilot 2.0的突破性主要在四方面:提供高效醫(yī)學(xué)搜索與內(nèi)容生成功能,幫助醫(yī)療專業(yè)人士快速檢索與生成結(jié)構(gòu)化醫(yī)學(xué)報(bào)告;提供藥物相互作用、適應(yīng)癥與禁忌癥等多層次查詢,利用AI技術(shù)自動(dòng)解析并生成精準(zhǔn)用藥建議;能快速生成針對(duì)呼吸系統(tǒng)診斷的詳細(xì)且專業(yè)的手術(shù)報(bào)告;基于大語(yǔ)言模型技術(shù),集成數(shù)字人定位、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制與三維重建,實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)超聲檢查。
中科院香港創(chuàng)新研究院人工智能與機(jī)器人創(chuàng)新中心主任劉宏斌教授接受界面新聞采訪時(shí)指出,2.0版本大模型的突破性體現(xiàn)在,首先從整體架構(gòu)來看,為了保證回答的安全性、可解釋性和可追溯性,整體技術(shù)設(shè)計(jì)上做了全面升級(jí)。另外是多模態(tài)能力,即處理不同模態(tài)的圖像,大模型可以理解核磁共振、CT、超聲影像,并進(jìn)行圖像轉(zhuǎn)換。
“我們將1.0大模型給醫(yī)生后,他們使用最多的功能是手術(shù)規(guī)劃。以前做手術(shù)規(guī)劃要翻書,決定術(shù)式后還有一系列注意事項(xiàng),如腫瘤的位置、怎樣開缺口。現(xiàn)在大模型能幫助規(guī)劃?!眲⒑瓯筇岬剑t(yī)生反饋指,手術(shù)規(guī)劃找顱骨缺口角度時(shí),一般要用CT拍骨性結(jié)構(gòu),但神經(jīng)外科手術(shù)里一般只有核磁影像,所以就產(chǎn)生了核磁共振跟CT轉(zhuǎn)化的需求和相應(yīng)的技術(shù)迭代。
在1.0版本,CARES Copilot使用3000多本國(guó)內(nèi)外的神經(jīng)外科教材以及指南訓(xùn)練作為數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練。劉宏斌表示,2.0版本的數(shù)據(jù)大幅增加,“1.0只有神經(jīng)外科一個(gè)科室的數(shù)據(jù),2.0增加了呼吸科、超聲科、麻醉科等科室數(shù)據(jù)?!?/p>
在手術(shù)領(lǐng)域,具身智能技術(shù)正逐步滲透到微創(chuàng)手術(shù)和手術(shù)機(jī)器人中。2.0大模型主要聚焦術(shù)中的人機(jī)交互,即大模型在手術(shù)過程中要跟醫(yī)生進(jìn)行互動(dòng)、理解醫(yī)生的提問,進(jìn)一步聚焦具身應(yīng)用。
“比如醫(yī)生會(huì)告訴大模型,需要腫瘤的某個(gè)切面圖。傳統(tǒng)手術(shù)中,完成這個(gè)指令需要幾個(gè)步驟,首先對(duì)掃描圖像進(jìn)行3D重構(gòu),分割腫瘤區(qū)域,并考慮從哪個(gè)地方做切面,最后展示。一個(gè)受過訓(xùn)練的醫(yī)生會(huì)自然而然做這些工作,但是讓一個(gè)AI系統(tǒng)來做的話,它需要知道怎么分解這個(gè)任務(wù)、調(diào)動(dòng)相應(yīng)功能、組合起每個(gè)環(huán)節(jié)。這個(gè)是我們?cè)?span style="background: 0px center; border: 0px; margin: 0px; padding: 0px; vertical-align: baseline; font: inherit;">2.0
的時(shí)候重點(diǎn)開發(fā)的?!眲⒑瓯笳J(rèn)為,具身智能體現(xiàn)在,AI系統(tǒng)能夠跟人交互,并進(jìn)行任務(wù)的規(guī)劃和執(zhí)行。基于多科室的數(shù)據(jù)訓(xùn)練,CARES Copilot2.0也進(jìn)一步完善手術(shù)指導(dǎo)功能。例如在神經(jīng)外科中,可以進(jìn)行手術(shù)導(dǎo)航,給醫(yī)生一些實(shí)時(shí)的提醒,比如應(yīng)該看哪個(gè)部位、重點(diǎn)關(guān)注核磁影像上的哪個(gè)區(qū)域;麻醉科中,可以實(shí)現(xiàn)輸血決策,在術(shù)中指導(dǎo)如何輸血。
中科院香港創(chuàng)新院在辦公室展廳中展出了正在打造的人工智能體(Embodied AI)手術(shù)室。雖然稱之為“手術(shù)室”,更多是智能的技術(shù)集合體,包括微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人,部署在邊緣計(jì)算系統(tǒng)上的AI大模型,內(nèi)窺鏡、手術(shù)室監(jiān)控?cái)z像頭、超聲等實(shí)時(shí)影像設(shè)備。中心人員介紹指,該系統(tǒng)已經(jīng)完成了四次的尸體實(shí)驗(yàn)。
人工智能體(Embodied AI)手術(shù)室 拍攝:張熹瓏
劉宏斌告訴記者,手術(shù)室可能會(huì)在CARES Copilot 3.0時(shí)發(fā)布,目前機(jī)械臂也具備幫醫(yī)生拿工具的功能。
“傳統(tǒng)手術(shù)室中,醫(yī)生想一直有一個(gè)好助手,其實(shí)是一個(gè)悖論。好助手很難找,加上助手能很好地配合后就想去當(dāng)主刀了?!眲⒑瓯筇岬?,所以可行的方式是,機(jī)器人經(jīng)過跟醫(yī)生的交互學(xué)習(xí)后,熟悉其操作方式和習(xí)慣用語(yǔ),擔(dān)任助手的角色,“這個(gè)功能我們現(xiàn)在正在跟醫(yī)生一起開發(fā),這也對(duì)連續(xù)學(xué)習(xí)能力提出要求?!?/p>
正在打造國(guó)際創(chuàng)科中心的香港,將人工智能視為重點(diǎn)發(fā)展的賽道。香港2024《施政報(bào)告》提出,擴(kuò)大研究和創(chuàng)科產(chǎn)業(yè)投資,設(shè)立100億元“創(chuàng)科產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)基金”,加強(qiáng)引導(dǎo)市場(chǎng)資金投資指定策略性新興和未來產(chǎn)業(yè),包括生命健康科技、人工智能與機(jī)械人、半導(dǎo)體與智能設(shè)備、先進(jìn)材料和新能源等。
CARES Copilot為香港最早落地的垂直領(lǐng)域大模型之一。此外,香港科技大學(xué)研發(fā)出四個(gè)AI醫(yī)學(xué)大模型,涵蓋乳腺癌診斷、病理輔助和全科醫(yī)學(xué)等,可為癌癥等多達(dá)30種疾病提供診斷和預(yù)后評(píng)估;香港城市大學(xué)孵化的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)手術(shù)導(dǎo)航能將CT的2D影像轉(zhuǎn)化為3D手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)。
另一方面,香港通過引進(jìn)重點(diǎn)企業(yè)完善生態(tài)圈。近日落戶的百度智能云(香港)人工智能創(chuàng)新中心,就是通過香港引進(jìn)重點(diǎn)企業(yè)辦公室落戶本地的首批重點(diǎn)企業(yè)。這次合作為跨界別、跨地域——香港千帆科技負(fù)責(zé)投資和日常營(yíng)運(yùn),北京百度負(fù)責(zé)技術(shù)和軟硬件建設(shè),并派駐人員進(jìn)行培訓(xùn)和技術(shù)支持。
位于瑞士洛桑的國(guó)際管理發(fā)展學(xué)院發(fā)布的《2024年世界數(shù)碼競(jìng)爭(zhēng)力排名》顯示,香港上升3位至全球第7位,其中“科技”和“知識(shí)”排名分別位列全球第3位及第5位。不過,香港于研發(fā)總支出百分比和用于教育的總公共開支分別居全球第38及第50位,屬于需要改善的項(xiàng)目。
香港數(shù)碼港的人工智能超算中心首階段設(shè)施將于年內(nèi)投入服務(wù),將提供約每秒浮點(diǎn)運(yùn)算300千萬(wàn)億次(PFLOPS)的算力,并會(huì)逐步提升至3000 PFLOPS的水平,相當(dāng)于一小時(shí)可完成近100億張圖像處理。
港府此前亦推出30億元的“人工智能資助計(jì)劃”,資助本地大學(xué)、研發(fā)機(jī)構(gòu)及企業(yè)等運(yùn)用數(shù)碼港超算中心的算力。
劉宏斌透露,有意向跟超算中心合作,“之前跟算力中心的負(fù)責(zé)人有很多次交流,他們表示很愿意支持我們的科研。等中心正式運(yùn)營(yíng)后,我們會(huì)再跟進(jìn)具體的合作形式?!?/p>
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