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人工智能在戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)中的應(yīng)用探討

2020-12-14 15:33馮贊軍王國(guó)娟
白求恩醫(yī)學(xué)雜志 2020年2期

潘 驥,馮贊軍,張 玥,王國(guó)娟

運(yùn)算能力突破和算法的進(jìn)步使人工智能(artificial intelligence,AI)在專業(yè)領(lǐng)域“大顯身手”。各國(guó)爭(zhēng)相從戰(zhàn)略高度制定人工智能發(fā)展規(guī)劃,大力推進(jìn)研發(fā),唯恐在這場(chǎng)可能顛覆未來(lái)的競(jìng)賽中落伍。在軍事領(lǐng)域,人工智能的研究更為活躍,衛(wèi)勤保障智能平臺(tái)和裝備不斷革新,對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)產(chǎn)生了深刻影響。本文立足于國(guó)內(nèi)外軍事領(lǐng)域人工智能應(yīng)用現(xiàn)狀,對(duì)人工智能在戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 外軍人工智能應(yīng)用現(xiàn)狀

2003年伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)打響時(shí),美軍尚未裝備機(jī)器人,但到2008年末,美軍使用的機(jī)器人達(dá)到1.2萬(wàn)臺(tái)[1]。美國(guó)于2016年發(fā)布了《國(guó)家人工智能研究與發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》白皮書,詳細(xì)闡述了人工智能發(fā)展舉措,標(biāo)志著美國(guó)將人工智能發(fā)展置于國(guó)家安全核心地位。美軍還確立了在2035年前建成智能化作戰(zhàn)體系,2050年前,將智能化作戰(zhàn)體系提升到高級(jí)階段,作戰(zhàn)平臺(tái)、指揮控制等全面實(shí)現(xiàn)智能化,實(shí)現(xiàn)“機(jī)器人戰(zhàn)爭(zhēng)”。俄羅斯也在人工智能方面下足了功夫,出臺(tái)相應(yīng)人工智能發(fā)展規(guī)劃,明確以機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、無(wú)人潛航器等無(wú)人技術(shù)為重點(diǎn)開發(fā)對(duì)象,要求2025年前無(wú)人裝備占比達(dá)到30%,并且俄羅斯已逐步將人工智能武器投放到戰(zhàn)場(chǎng)。

在衛(wèi)勤保障領(lǐng)域,美軍積極推進(jìn)人工智能應(yīng)用。2017年研發(fā)試驗(yàn)人工智能芯片用于治療士兵創(chuàng)傷后精神失調(diào),改善士兵情緒。著名的美軍戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)機(jī)器人Bear,可適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境,在戰(zhàn)場(chǎng)上尋找傷員并轉(zhuǎn)移至安全地帶。美軍國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃署(DARPA)早在2007年就啟動(dòng)“深綠”(Deep Green)項(xiàng)目,利用人工智能輔助戰(zhàn)場(chǎng)決策。從這些實(shí)際應(yīng)用可看出,美軍在大力推進(jìn)人工智能用于戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù),對(duì)提升戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)效率和降低衛(wèi)勤人員風(fēng)險(xiǎn)起到了積極作用。

2 我軍戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)應(yīng)用人工智能的現(xiàn)狀

我軍近年積極推進(jìn)衛(wèi)勤保障信息化建設(shè),各類衛(wèi)勤保障系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,研發(fā)出多種信息化衛(wèi)勤裝備,戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)能力有所提升,但人工智能的應(yīng)用尚處于起步階段。

2.1人工智能應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)起步晚、進(jìn)展慢 與國(guó)外相比,受歷史因素影響,我國(guó)人工智能研究起步晚,發(fā)展道路坎坷。2006年,我國(guó)首次完成中國(guó)象棋人機(jī)大戰(zhàn),相比1997年IBM公司“深藍(lán)”戰(zhàn)勝國(guó)際象棋世界冠軍晚了9年。在互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎中輸入“美軍戰(zhàn)救機(jī)器人”,最早顯示2005年美國(guó)防部計(jì)劃投資1200萬(wàn)美元研制救護(hù)機(jī)器人??梢?jiàn),對(duì)比美軍,我軍在戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用人工智能起步較晚。經(jīng)過(guò)努力,雖然我軍人工智能發(fā)展態(tài)勢(shì)良好,但前沿理論缺少創(chuàng)新,仍處于“跟跑”狀態(tài),相關(guān)技術(shù)距離世界領(lǐng)先水平仍有差距。國(guó)家人工智能研發(fā)創(chuàng)新多集中在地方大型科技集團(tuán),軍內(nèi)人才缺乏、技術(shù)積累不足,人工智能研發(fā)力不從心,應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)進(jìn)展緩慢。

2.2人工智能應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)的支撐不夠 人工智能發(fā)揮作用需要建設(shè)與之匹配的支撐平臺(tái)。特別是深度學(xué)習(xí)作為人工智能的關(guān)鍵技術(shù),需要大量的數(shù)據(jù)樣本讓其有的學(xué),需要先進(jìn)的算法讓其高效學(xué),需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力讓其迅速學(xué)?,F(xiàn)有的戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)雖然搭建了各種信息平臺(tái),但僅滿足于基本通信和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集,平臺(tái)兼容性、數(shù)據(jù)收集分析能力、輔助決策能力、自動(dòng)處理能力欠缺。相比成熟的人工智能技術(shù),我們還有諸多方面有待提高,例如:尚未實(shí)現(xiàn)平、戰(zhàn)時(shí)數(shù)據(jù)共享[2];未改變靠人腦完成任務(wù)分配,救護(hù)計(jì)劃生成,分析保障需求、戰(zhàn)現(xiàn)場(chǎng)救治的現(xiàn)狀;缺乏完整、可靠、兼容、高效的信息交換系統(tǒng);無(wú)人裝備和有人裝備的協(xié)同訓(xùn)練不夠充分;從戰(zhàn)前預(yù)測(cè)到戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)籌劃,從戰(zhàn)場(chǎng)傷員發(fā)生到傷員定位搜救,從傷員現(xiàn)場(chǎng)急救到后送分類等環(huán)節(jié),沒(méi)有形成“人+AI”模式架構(gòu)?,F(xiàn)有戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)過(guò)程中的計(jì)算機(jī)大多用于記錄數(shù)據(jù)或單純計(jì)算,與人工智能的自動(dòng)收集處理分析數(shù)據(jù)差距甚大。

2.3應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)裝備智能化程度不高 我軍機(jī)器人用于戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)突破。傷員在沒(méi)有衛(wèi)生員救治的情況下,僅依靠有限的自救互救,缺少輔助救護(hù)的智能裝備和技術(shù)支援。特定環(huán)境下的傷員救治更顯模式單一,比如核生化條件下傷員救治,依靠人力的單一模式?jīng)]有改變。目前所研發(fā)的無(wú)人機(jī)搜索傷員和藥品配送等,受環(huán)境條件影響還存在局限,更不能滿足復(fù)雜環(huán)境條件下的需求。即使智能化支撐平臺(tái)完成建設(shè),而終端智能裝備無(wú)法配套,人工智能用于戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)的效果仍會(huì)大打折扣。因此,積極研發(fā)戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)智能裝備,實(shí)現(xiàn)支撐體系與終端設(shè)備協(xié)調(diào)發(fā)展,才能早日促進(jìn)人工智能戰(zhàn)場(chǎng)救治應(yīng)用。

3 人工智能在戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)中的應(yīng)用措施

3.1構(gòu)建人工智能信息平臺(tái),保障戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)高效運(yùn)轉(zhuǎn) 在未來(lái)信息化戰(zhàn)場(chǎng)條件下,傷員在最短時(shí)間得到最有效的救護(hù)是戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)的核心。隨著信息化戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)不斷變化,未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)突發(fā)、快速、分散、多變的特性越來(lái)越突出,戰(zhàn)場(chǎng)傷情和保障需求越來(lái)越復(fù)雜。面對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、救護(hù)力量、傷員類別、藥材供應(yīng)、傷員預(yù)判等數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)變換,用人工智能技術(shù)實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)變動(dòng)影響,通過(guò)優(yōu)化算法模擬指揮員對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)的綜合評(píng)價(jià)和“運(yùn)籌帷幄”過(guò)程,實(shí)現(xiàn)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)的快速理解,為快速正確決策、輔助戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)、實(shí)時(shí)制定救護(hù)計(jì)劃等提供幫助。2017年,AlphaGo從零開始,通過(guò)自身博弈和深度學(xué)習(xí)快速由圍棋“小白”變?yōu)閲濉按髱煛?,AlphaGo發(fā)明了人類從未想到的走法,令職業(yè)棋手折服[3]。把AlphaGo的相關(guān)技術(shù)移植到戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)體系中,有望在人工智能模擬戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)態(tài)勢(shì)上勝人一籌。人工智能為戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)“服務(wù)”,前提是需要構(gòu)建保障其正常運(yùn)轉(zhuǎn)的信息平臺(tái),實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)共享、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析、計(jì)劃任務(wù)實(shí)時(shí)下達(dá)等,讓信息在各系統(tǒng)中流通并處理,支撐人工智能發(fā)揮效能。

3.2依托人工智能自主特性,化簡(jiǎn)戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)冗余流程 人工智能最顯著的特點(diǎn)是自主性,具有替代人做重復(fù)工作的智能。當(dāng)前,戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)的信息產(chǎn)生基本靠人腦實(shí)現(xiàn),傷員位置、生命體征參數(shù)、傷員類別、傷情、處置辦法等系列信息數(shù)據(jù),都要戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)人員現(xiàn)場(chǎng)判斷生成。如果傷員配有智能穿戴設(shè)備,就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成數(shù)據(jù)并傳送到戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)保障數(shù)據(jù)鏈路,人工智能指揮系統(tǒng)根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)、傷員情況等迅速分析,果斷發(fā)出現(xiàn)場(chǎng)救護(hù)、提供音視頻救護(hù)技術(shù)支持、增援或派機(jī)器人后送等指令,將極大縮短戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)中的信息采集、傳遞、處理、反饋時(shí)間和減少繁瑣流程,為戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)爭(zhēng)取更多的救治時(shí)間和救治機(jī)會(huì),達(dá)到提升救治效率目的。

3.3構(gòu)建戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)大數(shù)據(jù),夯實(shí)人工智能應(yīng)用基礎(chǔ) 人工智能再次走向高潮,得益于深度學(xué)習(xí)算法的進(jìn)步,而深度學(xué)習(xí)算法的動(dòng)力之源是大量的數(shù)據(jù)樣本。戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)數(shù)據(jù)的來(lái)源,即將戰(zhàn)傷病例庫(kù)、戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)演習(xí)、國(guó)內(nèi)外軍隊(duì)救護(hù)等與現(xiàn)有的戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)人員、裝備、方案等數(shù)字化,轉(zhuǎn)化為機(jī)器可以學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)樣本。有了足夠的數(shù)據(jù)樣本,再利用深度學(xué)習(xí),將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為智能產(chǎn)品。這些產(chǎn)品可以是戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)保障計(jì)劃,或是藥材補(bǔ)充方案,還可能是人工智能指揮輔助系統(tǒng)自主發(fā)出的機(jī)器人支援指令等。只有龐大堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐,才能滿足人工智能自我學(xué)習(xí)“胃口”,讓人工智能有用武之地。

3.4借力軍民融合發(fā)展大策,建設(shè)戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)智能體系 習(xí)近平在十九大報(bào)告中指出:“堅(jiān)持富國(guó)和強(qiáng)軍相統(tǒng)一,強(qiáng)化統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、頂層設(shè)計(jì)、改革創(chuàng)新和重大項(xiàng)目落實(shí),深化國(guó)防科技工業(yè)改革,形成軍民融合發(fā)展格局,構(gòu)建一體化的國(guó)家戰(zhàn)略體系和能力”。這給軍隊(duì)發(fā)展應(yīng)用人工智能、借助軍民融合政策指明了方向。人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)不僅需要資金支持,更需要技術(shù)積累和體系架構(gòu),借助軍民融合發(fā)展政策是推行人工智能應(yīng)用的絕好機(jī)會(huì)。首先,國(guó)內(nèi)一些大型科技集團(tuán)人工智能研發(fā)實(shí)力與國(guó)外相當(dāng),物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算甚至5G技術(shù)都處于世界領(lǐng)先地位,是促進(jìn)人工智能技術(shù)發(fā)展的積極因素。借助企業(yè)力量滿足打造戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)智能體系的要求。其次,部分地方醫(yī)院已經(jīng)應(yīng)用的人工智能醫(yī)療技術(shù)可以為戰(zhàn)場(chǎng)智能救護(hù)提供更好的經(jīng)驗(yàn)。地方醫(yī)院產(chǎn)生的傷病數(shù)據(jù),能為人工智能“深度學(xué)習(xí)”提供“口糧”,為推進(jìn)人工智能融入戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)解決部分“動(dòng)力”問(wèn)題。再次,軍民融合政策將激勵(lì)相關(guān)企業(yè)加大對(duì)軍隊(duì)所需技術(shù)研發(fā)力度,借助社會(huì)力量構(gòu)建應(yīng)用人工智能的戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)體系可行性將大大增加。