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论坛回顾 | 李晨钟:智能生物芯片助力大健康事业的发展

李晨钟
加拿大工程院院士
美国国家发明家科学院院士
香港中文大学(深圳)校长学勤讲座教授
智能生物芯片和生物光电子实验中心主任
12月20日,2024前海数据经济论坛在前海国际人才港举行。论坛由深圳数据经济研究院与香港中文大学(深圳)经管学院联合举办,以“人工智能赋能商业(Business+ AI)”为主题,聚焦于新质生产力的发展与科技创新,探讨人工智能在金融、供应链、营销及大健康等领域的深远影响与未来前景。
加拿大工程院院士、美国国家发明家科学院院士、香港中文大学(深圳)校长学勤讲座教授、智能生物芯片和生物光电子实验中心主任李晨钟发表主题演讲《智能生物芯片助力大健康事业的发展》,以下为演讲实录整理稿。
演讲实录:
智能生物芯片领域里,生物是碳基,芯片是硅基,所以我们做的内容是把人工智能、碳基、硅基结合起来的领域。今天我给大家讲一个概念,如何把人工智能和碳基、硅基结合在一起,让大家了解这个方向和领域。
我本人一直在海外有30多年了,2023年回到了香港中文大学(深圳),当时有很多同事问我为什么回来?其实就是产业化的问题,我们希望把几十年积累的经验和技术落地在中国,然后使其产业化,其中最好的土壤就是深圳。1992年我从深圳离开了中国,当时在深圳罗湖创立了我第一家公司,公司运营得相当好,后来到国外留学了,所以一直有情结,希望把科技落实到产业化上。
我们研究方向有三个。第一个方向就是能量医学的概念,疾病的来源是身体之内应该有的能量和频率失去了平衡,然后产生了误差,所以我们利用外界的光、电、磁、热、声音、香味等各种各样的能量进行调节,把失去平衡、失去固有频率的部位和地方调节过来。第二个方向,智能生物芯片传感器,主要是在临床诊断和疾病的快速检测。第三个方向,器官芯片,把肝、肾、脾、胃各种各样的器官通过组织工程的方法做到小小的芯片上,利用芯片实现快速的药物筛选和药物安全性的评估,提高药物筛选的成功率,降低药物失败的成本。这个领域也包括纳米技术,材料上包括碳纳米管、石墨烯等。然后就是工程技术,包括3D打印技术、光刻技术,这个领域受到美国科技的限制,特别是光刻技术。有了这些设计和技术以后,把人工智能融合在一起,最后做成各种各样小型可穿戴的生物器件。
智能生物芯片到底是什么样子的?包括可穿戴式的拉伸式的生物芯片,通过针可以从皮下液提取汗液,把汗液中的荷尔蒙和肾激素分析出来以后,通过最右边的蓝牙技术,把信号直接送到元宇宙,通过元宇宙进行大数据的统一分析。还可以通过智能手表、智能手机把可穿戴式的信号整合在一起。
它主要的应用场景就是解决发展中国家或者落后国家医疗资源不平衡的问题。我以前在检验医学大会做报告的时候,大部分参加会议的人都是来自三甲医院的检验科主任,但是80%的人口处在医疗不平衡,没有专业人才的地方,如何解决这个问题?这是生物芯片能起到的重要作用,可以帮助我们用比较廉价、方便、低成本、比较容易使用的方法解决医疗资源不平衡的问题,再通过人工智能、大数据,国家进行统一规划和管理。生物芯片在很多领域都有应用,除了在医疗方向,在医美、环保、食品、生物健康、太空等无所不在,而且还可以和大型仪器结合在一起,可以单独使用,也可以和医疗器械结合在一起,所以这个领域是多样化的。
当然,背后的重要场景是智慧医疗的应用,其背景是中国和世界一直推动的智慧城市的建设。目前为止智慧城市建得最好的是深圳,但是有一个城市在国家的规划中要超过深圳,就是雄安。雄安规划了十几年,去年年底的时候,我们和规划处的主任开了研讨会,我想了解雄安经过十几年的筹建,它的智慧城市的规划到底是怎样的?当时我们参观了天空、中低空、地下的交通体系,交通方面的智能化城市管理做得很不错,但是谈到智慧住居、智慧商业、智慧汽车,基本没有规划。我们谈起了雄安的智慧医疗的发展战略规划,除了把北京的一些医疗资源引进到雄安,真正实现雄安的智慧医疗建设规划还都在摸索中。智慧医疗不是简单的医院数据共享,而是包括智慧急救、智慧保健、智慧防控、智慧教育等,其实是一个体系,遗憾的是我参加研讨会以后,发现并没有这方面的规划。他们为什么没有规划?其实世界上没有任何一个国家和地区能做到这一点,因为城市已经建立这一点了,只能从改造入手,从零开始建的唯一大城市就是雄安,但是这方面的专家太少了,没有形成整体建设智慧城市、智慧医疗的设想。这里面就涉及到如何把智慧芯片、智慧传感器融合在智慧穿戴、智慧康养领域里。
为什么要这么做?上个星期,我在松山湖有一个大健康论坛,华为负责可穿戴式的副总裁姜总谈到华为构思的华为医疗互联网的技术,很具有前瞻性,从感知层各种硬件、可穿戴、各种各样的小型芯片和设备开始,通过蓝牙、有线网络、5G、4G,最后进入平台和应用,在神经网络的作用下把大数据进行统一的收集和算法,最后训练得到准确的诊断或者管理的目的。
如何做成小型装置,怎么去做?我举几个例子。
第一,疫情发现以后再封,这种情况很被动,因为没有规划,所以怎么样解决这个问题?我提出建议,一定要有方式快速能够检测各种指标,进行大数据的统一,通过人工智能的模型预测出来下一个爆发点,那么怎么做这个工作?我们提出了一个想法,可以把智能手机和可穿戴式结合在一起,把体温、咳嗽、脉搏、心跳等各种生理指标放在一起,同时附近的环境、气温、湿度、风力,这些和感染传播有关系的数值,并加上定位。比如有局部的地区有大量人体温升高、咳嗽,推测这些人的下一个可能移动点,通过大模型的计算以后,我们把数据送给疾控中心,他们很容易确定下一个爆发点可能是哪里,这样就避免盲目进行管理。同时,我们也做了关于老年人跌倒,老年人走路摔倒如何快速地通知家属的智能芯片的应用。
我们还可以测很多的指标,包括中西医结合,测你的舌苔、眼白,测出来以后通过人工智能评估分析,老中医值钱的经验来自处理1万到2万个病人的丰富经验。但是人工智能的算力和算法,一天得到的信息几十万,所以将来的老中医以经验为根本是活不下去的,会被人工智能取代。我们通过人工智能算法,通过脉搏的跳动得到一个简单的效果,从几十万的数据中得到的,也更准确。
最后是普及一下脑机接口。人有100亿神经元,马斯克的Neuralink最多能做到两千个电机和两千个神经元进行对接,跟一百个亿不是一个量级的。我们做脑机接口的目的,就是把我们的记忆、情绪、知识数字化,想象一下如果有一天我们的记忆能够数字化,把碳基记忆转到硅基的芯片上,利用硅基进行编辑和存储,通过脑机接口转到另外一个人或者猴子身上,肉体虽然没有了,但是记忆保留下来了,这个时候很难界定你的生死,但是你的记忆是永存的。我们的知识也一样,假如我想学一门外语,我自己不会,但如果把外语芯片和大脑结合在一起,我可能会成为外语达人。这会是将来终极目标,如何实现大脑神经元的记忆、情绪、分析能力和硅基芯片结合起来。我相信50年以后,一定会实现的,目前技术的难题很多,如何解决这个问题我们一直在探讨,比如使用柔性硅基,当然有很多的思路和方法。
我们将来的社会可能是100%的机器人,它的思维和逻辑方式和正常人几乎没有区别。第二,100%的是真人,但是更多是人和机器的混杂,真人身上有大量的芯片,或者机器人身上有大量的人造组织,所以将来的社会是生命、碳基、硅基的混合,而且通过我们的各种技术做机器人没有问题,做半人半机器也是更简单,因此将来的社会可能家庭不需要家庭,需要什么样的工具和什么样的人都可以实现。比如想做超级聪明的大脑和健壮的身体,我相信30年以后完全可以实现。
我就分享这么多,谢谢大家
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