科技战疫:最强“大脑”已筛出77种候选药物

焦镜亦
2020-03-24 03:37:35
尽管目前仍然没有针对新冠肺炎的灵丹妙药,但一些科研团队已经开始积极运用人工智能来加快药物的研发了。

新冠肺炎疫情持续蔓延,对于全球的公司和投资者来说挑战重重。坏消息是,全球经济的不确定性可能将比预期持续更长时间。好消息是,科技正在抗疫中发挥关键作用,为未来的投资提供了新的机会。随着各国政府加大防控和治疗力度,大数据和人工智能(AI)等科技手段正在为世界迈向“万物智能”提供了契机。 

3月22日,据美国有线电视新闻网报道,世界排名第一的IBM超级电脑“顶点”(Summit)已运用其强大运算能力,对8000多种已知药物化合物进行模拟运算,并从中找出77种有望阻止新冠肺炎病毒的物质。

此前,据《连线》杂志网站3月17日报道,微软、艾伦人工智能(AI)研究所、陈扎克伯格基金会(CZI)、乔治敦大学安全与新兴技术中心(CSET)、美国国立卫生研究院国家医学图书馆(NLM),以及白宫科学技术办公室(OSTP)一起合作,开放了包含29000万份相关论文的“新冠肺炎开放研究数据集”,这一数据集是迄今可用于数据和文本挖掘研究的最广泛的机器可读冠状病毒文献合集,将主要用于医学和机器学习等相关领域研究,帮助人们更快更好地应对新冠肺炎疫情。

类似的科技合作在全球遍地开花。事实证明,面对新冠肺炎疫情,AI和大数据凭借突出的速度和规模优势,在预警疫情暴发、跟踪疫情发展、研制药物疫苗等方面发挥了极为重要的作用,成为了对抗病毒的“防火墙”。

 “哨兵”的预警

1月,位于加拿大多伦多的人工智能创业公司BlueDot,利用其AI平台,在新冠肺炎疫情初期,为北美的医护人员们提供数据监测。这家公司的数据发布,比美国疾病控制与预防中心(CDC)关于的官方通报更早。

BlueDot 善于在每天全球产生的海量信息中识别有效信息,同步给相关专家进行判断,并对潜在威胁提出预警。

BlueDot的创始人兼首席执行官是医学博士卡姆兰·汗,2003年SARS流行期间,他是多伦多的一名传染病医生。从那时候起,他第一次想到利用数据和人工智能技术来进行传染病预警。

“当面对疫情暴发,时间和时机就是一切。”卡姆兰·汗解释称,通过训练,机器能以惊人的速度昼夜不停地完成工作,从而大大提高了检测的效率、及时性和可扩展性,这是对人类智能的极大补充。

BlueDot并非唯一一家利用人工智能和机器学习来对抗病毒传播的科技公司。Nanox,以色列的一家医疗技术公司,开发出了一种移动数字X光系统。该系统利用云软件提供的庞大图像存储库、放射线医师匹配系统、在线和离线诊断检查,以及人工智能辅助诊断系统,帮助人们实现传染病的早期诊断,从而预防疫情暴发。

目前Nanox公司正将这一技术应用于新开发的便携式X光机,这一机器比传统X光机更加轻便,能够提供快速的肺部层析图像。该公司计划将这款机器推向市场,应用于机场和火车站等人员密集的公共场所。

Nanox也随之吸引了一批基金的投资,这些基金希望通过人工智能来控制疫情的暴发。目前,由富士康等出资者牵头,Nanox已筹措2600万美元融资。此外,该公司还签署协议,为澳大利亚、新西兰和挪威的医疗成像体系提供1000套Nanox系统。

Nanox的首席执行官Ran Poliakine认为,人工智能的突出优势在于它的规模和速度,可以大大提高检测效率,“Nanox取得了技术突破,将过去传统的X光检测数字化,如今通过人工智能,机器可以立即探测到异常情况。如果有1000台机器,平均每台每天能检测60人。这意味着人工团队每天要处理6万次扫描,才能达到相同的工作量。”

人工智能能实时监测疫情的传播趋势,预测疫情的分布和地域蔓延轨迹,给出最佳解决方案,让社会更快地对疫情作出反应。除此之外,人工智能还可以按照地区预测潜在新增病例的数量,以及哪种类型的人群面临风险更大,从而做出警告,以便易感人群提前做好防范。

当然,想要成功监测流行病,只向人工智能和机器学习系统中输入海量信息肯定行不通。谷歌就曾关停过一个季节性流感的预测项目,该项目严重高估了2013年季节性流感的严重性。当时,Google想要帮助民众更好地搜索医疗信息,但搜索量的变化却导致预测系统误以为有很多人染病,进而做出了高于实际传染情况的预测。

寻找“特效药”

尽管目前仍然没有针对新冠肺炎的灵丹妙药,但一些科研团队已经开始积极运用人工智能来加快药物的研发了。

科技巨头谷歌旗下的人工智能公司DeepMind正利用其AlphaFold系统,发布了与冠状病毒相关的几种蛋白质结构预测,这些预测有望帮助科学界进一步研究新型冠状病毒的运转方式。

与此同时,长寿愿景基金(Longevity Vision Fund)旗下的投资组合公司Insilico Medicine利用其基于人工智能的系统,短短四天内就识别出数千种可能用于治疗冠状病毒的新分子。

IBM公司则将自己的最强大脑投入到战斗之中。目前,其超级计算机“顶点”已经在短短几天内对8000多种化合物进行模拟运算。通过将这些化合物与病毒刺突结合、对可能影响感染过程的因素进行建模,“顶点”已经识别出77种小分子化合物,其中一些具有削弱病毒蛋白宿主细胞结合的潜力。

“顶点”位于田纳西州的美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory),这台超级计算机的地板空间有两个网球场那么大,以每秒200千万亿次的计算速度工作着—这个速度大约是普通笔记本电脑的100万倍。

美国橡树岭国家实验室分子生物物理学中心主任、新冠研究项目的负责人杰瑞米·史密斯(Jeremy Smith)表示:“得出模拟结果并不意味着我们已经找到治疗新冠肺炎的方法。但是我们希望计算结果能够为将来的研究提供参考,并为科研人员提供一个框架,用于进一步研究该等化合物。”

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