醫(yī)療AI系統(tǒng)可跟蹤新冠體征,同時(shí)還可以保障隱私
(文章來(lái)源:VB)
在斯坦福大學(xué)人類(lèi)中心人工智能研究所(Human-Centered AI (HAI))舉辦的“新型冠狀病毒肺炎和人工智能”直播活動(dòng)中,斯坦福大學(xué)教授和人工智能聯(lián)合主任李飛飛博士提出了一個(gè)家庭人工智能系統(tǒng)的概念,該系統(tǒng)可以追蹤居民的健康狀況,包括新型冠狀病毒肺炎的跡象。值得一提的是,李飛飛強(qiáng)調(diào),這個(gè)系統(tǒng)在追蹤健康同時(shí)也注重保護(hù)隱私。
它的目的是讓許多獨(dú)居的老年人可以得到醫(yī)療照顧,在新型冠狀病毒肺炎大流行期間照顧老年人的困難在于,既要減少他們與他人的接觸,又要考慮到對(duì)他們的照顧。該系統(tǒng)旨在解決跟蹤老年人健康狀況而不面臨接觸風(fēng)險(xiǎn),還將允許護(hù)理人員遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)老年人的基本健康狀況。
李飛飛和她的團(tuán)隊(duì)報(bào)告中說(shuō),由臨床醫(yī)生和計(jì)算機(jī)科學(xué)家組成的跨學(xué)科團(tuán)隊(duì),在新型冠狀病毒爆發(fā)之前就已經(jīng)在開(kāi)發(fā)這個(gè)項(xiàng)目了?!斑^(guò)去幾年,我們一直在研究一套人工智能技術(shù)如何幫助老年人更加獨(dú)立地生活,并應(yīng)對(duì)慢性疾病管理。但是最近,我們意識(shí)到同樣的長(zhǎng)期護(hù)理技術(shù)也可能對(duì)這種急性流行病風(fēng)險(xiǎn)下的老年人有所幫助?!?/p>
該項(xiàng)目仍處于研究階段。該團(tuán)隊(duì)需要完成數(shù)據(jù)集的構(gòu)建和模型的訓(xùn)練,目前還不清楚這需要多長(zhǎng)時(shí)間才能完成,但是這個(gè)最初是為老年人護(hù)理而設(shè)計(jì)的系統(tǒng),在大規(guī)模隔離期間將是老年人健康監(jiān)測(cè)的理想選擇。
該系統(tǒng)由安裝在家中的攝像頭和智能傳感器組成,報(bào)告中李飛飛團(tuán)隊(duì)概述了四種傳感器ーー攝像機(jī)、深度傳感器、熱傳感器和可穿戴傳感器(例如 FitBit)。李飛飛表示他們的研究只集中在前三個(gè)方面,同時(shí)她也承認(rèn),因?yàn)樵谶@樣的系統(tǒng)中隱私很重要,攝像頭帶來(lái)的挑戰(zhàn)是其他類(lèi)型的傳感器所沒(méi)有的?!跋鄼C(jī)傳感器攜帶了大量關(guān)于個(gè)人活動(dòng)的詳細(xì)信息,但它侵害了大多數(shù)人的隱私?!?/p>
當(dāng)傳感器捕獲數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)會(huì)將數(shù)據(jù)發(fā)送到一個(gè)安全的中央服務(wù)器。李飛飛也表示,這一過(guò)程中存在固有的安全風(fēng)險(xiǎn),比如網(wǎng)絡(luò)攻擊的威脅。但她強(qiáng)調(diào)研究人員在整個(gè)過(guò)程中都遵循隱私和安全準(zhǔn)則。“例如,我們的邊緣設(shè)備配備了磁盤(pán)加密,數(shù)據(jù)將刪除用戶(hù)的隱私屬性(如面部模糊) ,數(shù)據(jù)將在傳到云端之前進(jìn)行加密,而且我們的服務(wù)器符合HIPPA標(biāo)準(zhǔn),”她說(shuō)。
服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)后,一個(gè)臨床醫(yī)生和人工智能專(zhuān)家組成的團(tuán)隊(duì)將對(duì)其進(jìn)行分析和注釋?zhuān)_(kāi)發(fā)機(jī)器學(xué)習(xí)模型?!斑@個(gè)人工智能模型將被訓(xùn)練來(lái)識(shí)別臨床相關(guān)的模式,包括呼吸、睡眠、飲食和其他行為,”李飛飛表示。數(shù)據(jù)獲取是圍繞可能導(dǎo)致健康問(wèn)題的日?;顒?dòng)的,換句話(huà)說(shuō),這個(gè)模型的重點(diǎn)是尋找具體的衡量標(biāo)準(zhǔn),并不是對(duì)居民日常活動(dòng)的深入和廣泛的分析,李飛飛認(rèn)為這是一個(gè)能讓“實(shí)用性和隱私性“得到平衡的方法。
然后,將訓(xùn)練好的模型部署到邊緣設(shè)備上,以使得檢測(cè)系統(tǒng)可以在本地運(yùn)行。這將創(chuàng)建一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng),沒(méi)有數(shù)據(jù)必須離開(kāi)前提,因此在本質(zhì)上,這是安全的。但是這也使得在模型上進(jìn)行任何進(jìn)一步的培訓(xùn)都變得不可能。
研究人員有一個(gè)解決這個(gè)限制的計(jì)劃,李飛飛一封電子郵件中概述了這個(gè)計(jì)劃。“我們?cè)O(shè)想,每個(gè)邊緣設(shè)備上的模型仍將更新,以適應(yīng)新的環(huán)境,并且,通過(guò)使用聯(lián)邦學(xué)習(xí)(federated learning),以無(wú)監(jiān)督的方式提高健壯性(robustness),通過(guò)使用聯(lián)邦學(xué)習(xí),我們希望通過(guò)將攻擊僅限于設(shè)備,而不是設(shè)備和云,以此來(lái)降低隱私和安全風(fēng)險(xiǎn)?!?/p>
作為最后一步,該系統(tǒng)還需要一種方式,通過(guò)提供智能傳感器的檢測(cè)結(jié)果,照顧弱者或需要被照顧的家庭成員。不過(guò)李飛飛表示,目前團(tuán)隊(duì)還沒(méi)有找到具體的解決方案,但是他們正在考慮移動(dòng)應(yīng)用程序或者網(wǎng)絡(luò)界面,這兩種應(yīng)用程序都可以通過(guò)雙重身份驗(yàn)證安全服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
最后,李飛飛給出了一些警告,她說(shuō):“(這些傳感器)不是用來(lái)做診斷決策或者替換臨床醫(yī)生的,但它們可以繼續(xù)存在下去,用以監(jiān)視住在家里的老齡化人口,更加及時(shí)地向臨床醫(yī)生和家屬發(fā)出警報(bào)?!薄爱?dāng)然,在這項(xiàng)研究的每一步,以及這項(xiàng)技術(shù)的部署,我們必須更加深入地思考道德、隱私和安全問(wèn)題?!彼a(bǔ)充說(shuō)。
當(dāng)前流行病帶來(lái)的挑戰(zhàn)不僅包括保護(hù)老年人的安全和健康,還包括更廣泛地關(guān)注感染者和隔離者,這個(gè)系統(tǒng)似乎存在可以調(diào)整的地方,以便在不侵犯公民權(quán)利和隱私權(quán)的情況下進(jìn)行某些跟蹤。但李飛飛不愿涉足這些領(lǐng)域,只是說(shuō),“我們的目標(biāo)是提出尖端的計(jì)算機(jī)視覺(jué)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),以幫助解決一些最重要和最具挑戰(zhàn)性的衛(wèi)生保健問(wèn)題,同時(shí)為人工智能衛(wèi)生保健研究提出一個(gè)道德、隱私和安全指南”。
其他一些由人工智能驅(qū)動(dòng)的家庭監(jiān)控系統(tǒng)也涉及到可穿戴設(shè)備,比如Current Health、iRhythm和LiveFreely,像Care.ai使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)非接觸式監(jiān)控的方式,李飛飛的團(tuán)隊(duì)也正在開(kāi)發(fā)的類(lèi)似的系統(tǒng),不過(guò),Care.ai的系統(tǒng)是為醫(yī)院而不是家庭護(hù)理而設(shè)計(jì)的。
李飛飛表示,目前研究項(xiàng)目正在進(jìn)行中,研究小組仍然專(zhuān)注于科學(xué)研究。不過(guò),在與致力于高質(zhì)量老年護(hù)理的組織的合作之下,他們已經(jīng)在舊金山的一家輔助生活設(shè)施完成了一項(xiàng)試點(diǎn)研究,現(xiàn)在正準(zhǔn)備進(jìn)行下一階段的研究。
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