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MIT科技评论最新全球十大突破技术:人造胚胎基因占卜上榜(5)

2018-02-23 09:16:04      参与评论()人
人工智能一直以来都只是亚马逊、百度、谷歌和微软等大型科技公司,以及少数初创公司的玩物。对于其他领域的众多公司来说,人工智能太贵也太难,无法全面普及。

这个问题该如何解决?基于云端的机器学习工具正在将人工智能带给更广泛的群体。如今,亚马逊旗下的AWS子公司几乎统治了云AI市场。谷歌则试图通过TensorFlow这款可以开发机器学习系统的开源人工智能框架来挑战它的地位。而谷歌近日刚公开的 Cloud AutoML 也是一套经过预先训练,可以让人工智能变得更容易使用的系统。

以 Azure平台加入云服务大战的微软则选择与亚马逊合作,推出了一款开源深度学习框架Gluon。在理论上,Gluon可以让创建神经网络——一款试图复制人脑学习方式的重要人工智能技术——变得和开发手机APP一样简单。

虽然我们不知道究竟哪家公司将会成为人工智能云服务市场的领头羊,但赢家一定会获得巨大的商业机会。

如果人工智能革命会扩散至经济领域的各个角落,那么机器学习工具也将会随之成为必需品。

如今的人工智能技术绝大多数仅用于科技行业,为这个领域带来了效率的提升以及多种新的产品和服务。但是其他的公司与行业一直难以利用人工智能技术的发展。如果可以在医疗、制造以及能源等行业里更全面地推行人工智能技术,将极大提高各产业的生产力。

可惜,绝大多数的公司依然缺乏了解如何使用云端人工智能的人才。所以,亚马逊与谷歌也创办了咨询服务。当这项技术通过云端来到每个人的面前的时候,真正的人工智能革命才会开始。

专业解读

Lightelligence联合创始人兼CEO沈亦晨:计算硬件是人工智能的核心之一,算力更高的计算硬件可以在更短的时间里完成神经网络的训练,而由于AI处理器(如NVIDIA的GPU)更新换代很快,售价高,更换硬件也比较麻烦,个人用户每年更换处理器并不经济,而云计算平台把有限的资源集约化共享给大众。AI 算法共享也是云平台的一大优势,目前有一些已经被广泛使用的 AI 算法,如人脸识别,语音识别,图像识别等,都是定义非常清晰的,公众也只需要一个结果最好的算法。

基因占卜

入选理由:大规模基因研究将让科学家能够预测普通疾病及人格特征

技术突破:科学家们现在可以利用你的基因组数据预测你患心脏病或乳腺癌的几率,甚至你的智商也能被预测

重大意义:基于DNA的预测技术可能公共健康领域下一个重大突破,但它将增加歧视的风险

主要研究者:Helix、23andMe、Myriad Genetics、UKBiobank 、Broad Institute、华大基因、奕真生物、WeGene等

成熟期:现在

将来有一天,婴儿出生时就会得到一份 DNA 检测报告。这些报告将提供婴儿患心脏病或癌症的几率、是否对烟草上瘾,以及是否比一般人更聪明的预测。由于大型基因研究(部分研究涉及人数超过 100 万人)的开展以及科学进步,这样的报告很快就会从概念变成现实。

事实证明,最常见的疾病和人们的许多行为和特征,包括智力水平,都不是一个或几个基因影响的结果,而是许多基因作用的结果。利用正在进行的大型基因研究的数据,科学家们正在创造他们所谓的“多基因风险评分”指标。

尽管新的DNA 测试只是提供了概率推断,而不是直接得出诊断结论,但依然可以极大地造福医学的发展。例如,如果那些患乳腺癌几率高的女性做更多的乳房 X 光检查,而患病几率低的女性做更少的乳房 X 光检查,那么这些检查可能会发现更多真正罹患癌症的患者,也能降低假警报发生的几率。制药公司还可以在针对阿尔茨海默病或心脏病等疾病的预防性药物的临床试验中使用这些分数指标。通过挑选患病风险更高的志愿者,他们可以更准确地测试药物的效果。

问题是,这些预测远非完美。谁愿意知道他们未来可能会患上阿兹海默症? 如果癌症风险指标得分低的人推迟接受筛查,然后又患上癌症怎么办? 多基因检查指标评分也存在其他争议,因为它们几乎可以预测任何个体特征,不仅仅是疾病。例如,我们现在可能只能预测一个人在智商测试中表现的10%。随着评分技术的提升,基于DNA的智商预测很可能会成为常态。

然而,家长和教育工作者应该如何使用这些信息呢? 对此,行为遗传学家EricTurkheimer表示,这项新技术“既令人兴奋又令人担忧”,因为基因数据不仅可以造福我们,也有可能会被用于其他用途,产生不好的影响。

专业解读

麻省理工学院-哈佛大学布罗德研究所研究员、清华大学访问学者丛乐:基因组学的科研进展结合大规模临床研究,使科学家看到基因预测未来的曙光。

这一领域近年来加速式前进,并获得来自大学院校等科研机构,初创公司跨国药厂等企业,以及风险投资等资本市场的持续投入,从而让研究人员得以分析预判遗传信息对人类的健康状况、疾病风险、甚至智力等个人能力等影响,这无疑将会影响医疗、保险、教育等多个层面,而这一连串的效应虽然刚刚开始但发展迅猛,究竟是福是祸尚未可知。

基因信息具有很强的个性化差异与地区性差异,所以,针对一个地区一类人群的研究与技术结果不一定适用于全球其他个体(比如亚洲人vs.欧美人),这无疑会带来更多挑战,但也意味着有更多的机会。遗传信息有静态的部分,比如每个人的细胞最开始都来源于精子卵子结合后形成的胚胎细胞,也有动态部分,比如发育过程中的基因突变可能导致遗传病,或者衰老过程中的基因突变可能导致癌症和老年病,并不是一生只做一次检查就足够,也不是做的越多就代表越好越准确,仍需要许多基础和临床研究开发相关技术与数据分析工具。

除了经典的DNA基因组信息,还有很多疾病是由基因组的修饰和RNA表达变化等因素导致,我们称之为表冠遗传学。整体来看,儘管基因预测技术的发展受到高度瞩目,但就实际的发展历程来看,目前我们还只看到人类基因信息的冰山一角而已。

传感城市

入选理由:Alphabet 旗下的 Sidewalk Labs 计划创建一个高科技社区来重新思考到底应该如何建设和运营一座城市

技术突破:多伦多的一个街区有望成为全球首个成功将尖端城市设计与前沿科技融合在一起的地方

重大意义:智慧城市会让都市地区变得更加可负担、宜居、环保

主要研究者:Alphabet 旗下的Sidewalk Labs、多伦多Waterfront、阿里巴巴等

成熟期:项目2017年10月对外公布,预计在2019年开始施工建设

如今,全球很多智慧城市计划都已搁浅,要么下调了曾经雄心勃勃的目标,要么因为生活成本原因逼走了超级富豪之外的普通居民。而多伦多的一个叫Quayside的项目,却希望从头开始重新设计一个社区,用最新的数字技术将其重建,打破现有的失败局面。

Alphabet旗下位于纽约市的Sidewalk Labs将和加拿大政府进行合作,让这一高科技项目落地在多伦多Waterfront工业区。

该项目的目标之一就是让一切关于设计、政策以及信息科技的决策都以一个巨大的传感器网络为基础。这个网络将收集各种信息:空气质量、噪声水平以及人们的行为等数据。

在该规划中,一切车辆都是自动驾驶的共享车辆,地下也将跑着负责送快递这种低级体力劳动的机器人。Sidewalk Labs表示,他们计划让正在设计的软件与系统开源,可以允许其他公司在其上创建服务,类似为手机开发APP的做法。

该公司计划密切监视公共基础设施,然而这却引起了对数据管理与隐私的担忧。但是Sidewalk Labs相信,它可以通过与社区和当地政府的合作,缓解部分担忧。

“在Quayside项目中,我们所做的最独特的一点就是,这个项目不仅包含我们巨大的野心,也有着一定程度上的谦逊”,负责城市系统规划的Sidewalk Labs高管RitAggarwala说道。而这种谦逊有望帮助Quayside 避开之前那些智慧城市计划时常遭遇的各种问题。

目前,北美已有多个城市正在争取成为Sidewalk Labs的下一个标的。据管理Quayside开发的某公共部门CEO WillFleissig 表示:“旧金山、丹佛、洛杉矶以及波士顿都来联系我们,就是为了获得引荐。”

专业解读

蚂蚁技术实验室无人值守算法技术负责人曾晓东:城市版本的“操作系统OS”,搭载先进的“四肢”与“感官系统”为项目的关键所在。毫无疑问,物联网技术在项目中会得到广泛的应用,大量的传感器将融入整个城市的建设当中,就如同给城市装上全新的数字肢体和感官,万物实现互联、可感、可控,城市的运行将由一个无比强大的AI接管。

城市版本的“Android”有机会成为可能,项目中搭建的城市平台打通物质空间层面与科技数据层面,透过标准层面输出基础工具与功能,这点与智能手机的操作系统类似。那如果与其和智能手机的生态进行类比,基于这个超级城市版本的“OS”,能否引入更多的“城市开发者”来搭建上层的“城市APP”,这点很值得期待。

中国科学院生态环境研究中心副研究员王旭:到2050年,全球70%的人口将居住在城市,而且随着城市化快速扩张,传统基础设施存在的问题和产生的社会、经济和环境压力将与之俱增。相比传统基础设施的发展和存在模式,基于传感器建设的未来城市基础设施新范式,将会以更加集成、更加智能的方法来建设和管理基础设施,而不是将城市的能源、交通和水务等基础设施单元或环节单独割裂管理。

但当前这种基础设施新范式,研究和应用热点更多关注城市交通和能源系统,对于城市其他的重要基础设施系统,例如水与环境卫生等的投入相对较少,另外,对城市基础设施不同单元环节的耦合性、抗干扰性、弹性和可持续性方面的研究关注度仍有待提高。

巴别鱼耳塞

入选理由:虽然现有硬件并不那么好用,但谷歌 Pixel Buds 却展示了实时翻译的前景

技术突破:近实时翻译适用于多种语言,而且使用起来很方便

重大意义:在全球化日益发展的今天,语言仍是交流的一大障碍

主要研究者:谷歌、科大讯飞、百度、腾讯、搜狗、清华大学、哈尔滨工业大学、苏州大学等

成熟期:现在

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