中国的博客,走近我们的产品、技术和文化
Google 中国的博客,走近我们的产品、技术和文化
让人工智能成为社会正能量
2018年10月30日
By Jeff Dean Google Senior Fellow and SVP, Google AI and Jacquelline Fuller VP, Google & President, Google.org
在大众文化中,人工智能(AI)的表现形式通常为伴侣型机器人,如《星际穿越》中的 TARS,又或者是一些超科幻的智能个体。但在现实当中,人工智能作为一种能帮助我们在复杂数据中寻找规律,并让日常使用的产品变得更为实用的计算机程序,它已存在于我们日常使用的许多技术当中,并正在帮助我们解决一些当今社会面临的重大挑战。
在过去几年里,我们一直都在运用 Google AI 的核心科研资源,助推对社会发展有正面影响的项目发展,这其中不乏
洪水预警
、
鲸鱼保护
、
饥荒预警
等项目。今天,我们将这一领域多年累计的工作成果,整合成名为“
AI for Social Good
”的项目。我们将致力于把人工智能应用到解决各种问题的对策当中,并将携手与各类组织机构合作,一同寻找解决方案。
但目前我们不仅距离解决所有问题还有待时日,我们甚至还没能找出所有需要解决的问题。所以我们希望来自不同背景的能人学士能为我们广泛地提出问题——提出 AI 可帮助解决的问题,而我们则将帮助他们创造相应的解决方案。作为“ AI for Social Good ”项目的一部分,我们将同时推出“
Google AI Impact Challenge
”,以此号召全球非营利组织、学者、以及来自世界各地的社会企业为我们提案——提出可以使用人工智能帮助解决的重大社会问题、人道主义问题和环境问题,以及相应的解决方案。
入选的组织和机构将获得来自 Google.org 总计 2500 万美元的资助,来自 Google AI 专家团队的指导,并获得 Google Cloud 提供的赞助和咨询建议,以帮助他们实现各自的提案。获赞助的组织和机构还将参加我们专门设立的 Launchpad Accelerator 孵化项目,我们将结合各机构不同的需求,与非盈利数据科学公司 DataKind 合作,为每个项目提供额外的支持。由各国计算机科学领域和社会研究领域的专家和学者组成的
评审小组
将于2019年春帮助筛选出最佳提案。
本项目的申请者不限于人工智能领域的专家。对于任何非营利组织或研究个人,如果他们有伟大的想法或有需要帮助进行头脑风暴,我们已经建立了一个
指南手册
,里面有关于人工智能、其适合解决的问题类型、以及我们将在世界重点城市举办研讨会的介绍。
以下是 Google 和其他组织或个人在过去几年内使用人工智能解决问题的案例,从中你不难发现人工智能所具备的巨大潜力:
野生动物保护:为了更好地
保护濒临灭绝的鲸鱼
,我们必须知道它们的位置信息。借助 Google 开发的 AI,我们可以快速扫描太平洋上录制的近 10 万小时的音频数据,以识别鲸鱼的声音。这项技术与大学生
Daniel de leon
的研究思路一脉相承。希望有一天我们不仅能让这项技术更好地在录音中识别鲸鱼,还能精准地大规模部署这套系统,发现并保护鲸鱼。
帮助就业:在南非,Harambee Youth Employment Accelerator 正在帮助失业青年与入门级职位建立联系。作为 Google Cloud 的
Data Solutions for Change
项目参与者,他们正在
使用数据分析和机器学习技术
为超过 50,000 名求职者进行就业匹配。
洪水监测:每年全球洪水导致近 2.5 亿人受灾、数千人死亡,并造成数十亿美元的经济损失。在 Google,我们结合了物理建模和人工智能技术,通过 Google Public Alerts 为公众提供更早、更准确的洪水预警。
森林火灾预防:
加利福尼亚的两名高中生
开发了一种设备,这种设备可以运用人工智能技术识别和预测森林中容易发生火险的区域。未来这项技术可以为消防等部门提供早期预警。
监测胎儿健康:
Ubenwa
是一家加拿大公司,它制造了一个能够分析婴儿哭声的人工智能系统,以用于检测并预防胎儿产时窒息(当新生儿的大脑和其他器官在出生时得不到足够的氧气和营养的一种症状)。
这是一个移动端应用程序,所以即便在医生不能及时到场的地方也可以广泛使用。 我们期待来自世界各地非营利组织、开发者和社会企业家们的新想法、新提案,并期待未来能够竭尽所能支持他们。
运用深度学习技术检测转移性乳腺癌
2018年10月14日
By Martin Stumpe, Technical Lead and Craig Mermel, Product Manager, Healthcare, Google AI
病理学家利用显微镜对患者的肿瘤进行微观检查,是一直以来人们对癌症诊断的黄金标准,这一方法对癌症的预测和治疗决策也有着深远影响。针对从原发部位扩散转移到附近淋巴结的癌症的检测,是病理检查过程中至关重要,但也举步维艰的一环。大多数癌症都涉及到淋巴结转移的检测,这项检测则成为了被广泛采用的
TNM 癌症分期
的基础诊断依据之一。
特别是在乳腺癌中,淋巴结转移会影响关于放射治疗、化疗以及可能需要手术切除额外淋巴结等情况的治疗决策。因此,对淋巴结转移进行准确、及时地识别对临床护理具有重要影响。然而,研究表明,
约1\4
的转移性淋巴结的分期在第二次病理检查的过程中会发生改变,而且,当检查时间有限时,单个载玻片上小转移的检测灵敏度可能
降低至 38%
。
去年,我们介绍了基于深度学习的方法,以提高
2016 ISBI Camelyon Challenge 癌症细胞区域检测竞赛
的诊断准确性。该竞赛提供了来自乳腺癌患者淋巴结的高达 10 亿像素的病理载玻片,供研究者们研发用于诊断转移性癌症的计算机算法。虽然
LYNA 的癌症检测率明显高于
之前的报告,但仅仅依靠准确的算法来改善病理学家的工作流程或乳腺癌患者的治疗结果是不够的。为了患者的安全,必须在大量的案例中对这些算法进行测试,以此了解它们的优点和缺点。此外,这些算法为病理学家在使用过程中带来的实际益处在此前没有得到过证实,因此必须进行评估以确定其是否能够真正提高诊断的效率或准确性。
在发表于
《病理学和检验医学档案期刊》(Archives of Pathology and Laboratory Medicine)
的论文“基于人工智能的乳腺癌淋巴结转移检测:对病理学家黑匣子的检测”和发表于
《美国外科病理学杂志》(The American Journal of Surgical Pathology)
的论文“深度学习辅助对转移性乳腺癌淋巴结组织病理学检查的影响”中,我们提出了一种基于 LYNA 的概念性病理学验证辅助工具,并对此进行调查研究。
在
第一篇论文
中,我们不再运用算法从 Camelyon Challenge 癌症细胞区域检测竞赛和批准用于研究 我们在圣地亚哥海军医疗中心的共著者提供的独立数据集中识别病理载玻片。由于这个额外的数据集来自不同实验室,经过了不同处理过程的病理样本组成,所以该数据集提升了常规临床实践中的病理载玻片和人工制品的多样性。LYNA 证实了其能够在图像可变性和大量组织学特征上能够被稳定应用,并且在无需更多研发的情况下,在两个数据集中实现了相似的性能。
左侧:包含淋巴结的载玻片有多个组学伪影:左边较暗区域是气泡,白色条纹是切割组学伪影,一些区域的红色显示出血(含有血液),组织已经坏死(衰竭),治疗质量较差。右侧:LYNA 识别出肿瘤区域在中央(呈红色),并正确地对非肿瘤区域进行分类(呈蓝色)
在两个数据集中,LYNA 能够以 99% 的正确率区分出有转移性癌症的载玻片和无转移性癌症的载玻片。此外,在每个载玻片内,LYNA 能够准确地查明癌症及其他可能患有癌症的位置,其中一些由于体积太小而不能被病理学家检测到。因此,我们推断 LYNA 的一个潜在效果可能是——重点标出这些区域,供病理学家在检查和作出最后诊断时参考。
在
第二篇论文
中,6 名有美国医生从业执照的专科病理学家完成了一项模拟诊断,在诊断中,他们分别在有 LYNA 的协助下和在没有 LYNA 的协助下对转移性乳腺癌的淋巴结进行检查。对于这种检测小转移(也可称为微小转移)的复杂的诊断,由于 LYNA 的使用,平均缩短了一半的时间,每张载玻片需要约一分钟的时间,而不再是两分钟,使人在主观上觉得“更简单”(根据病理学家的诊断难度自我报告)。
左侧:在逐渐增大的放大倍数下,含有小转移性乳腺肿瘤淋巴结的载玻片的样本视图。右侧:相同视图在使用算法辅助后(LYmph Node Assistant,LYNA)用蓝青色标注出肿瘤的位置。
这表明 LYNA 等辅助技术具有令人兴奋的潜力,它可以减轻重复识别的负担,让病理学家能够把更多的时间和精力专注于其他更具挑战性的临床和诊断工作。在诊断的准确性方面,病理学家在研究中使用 LYNA 能够更准确地检测微转移,将从检测中遗漏的微转移率降低两倍。令人感到振奋的是,使用 LYNA 协助的病理学家比没有使用 LYNA 协助的病理学家,或者比仅仅依靠 LYNA 算法本身的情况能够达到更准确的效果,这表明人们使用算法协助工作更有效率,比单独使用某一种检测方法实现更好的效果。
通过这些研究,我们在展示 LYNA 算法的稳健性(用以支持乳腺癌 TNM 分期的一个组成部分)和评估其在概念验证诊断设置中的影响方面取得了进步。这些进去非常令人振奋,但同时利用此类技术帮助医生及患者从科研试验到临床实践的过程中还有很长的路要走。这些研究有很大的局限性,比如有限的数据库、模拟的诊断工作流程、仅单独检查每个患者的单个淋巴结的病理载玻片,而不是实际临床病例中常见的检查多个淋巴结病理载玻片等。我们需要进一步评估 LYNA 对实际临床工作流程和治疗结果的影响。但是,经过仔细试验论证过的深度学习技术和精细设计的临床工具可以改善全球病理学家诊断的准确性和实用性,我们仍然保持乐观。
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