以患者为中心的 AI 重新定义连续护理

医疗保健专业人员的使命只有一个:为患者提供最好的医疗护理。但从入院到出院,以及中间的所有过程,他们都面临着无数的挑战。

人员持续短缺、资源有限和预算紧张只是其中少数几项挑战。最大的挑战是如何获取患者在整个住院过程中的病情基本信息,特别是患者监护的生物医学设备产生的逐秒时间序列波形数据。在以秒计时的时刻,医院如何利用这些数据,并使其医疗团队能够方便地获取这些数据?

时间序列数据为何重要

解决这一挑战的答案是建立持续收集、处理和统一不同数据的单一开放式平台,并实时提供给临床医生。以休斯顿八家医院组成的系统为例,该系统面临人员配备和医疗服务覆盖范围有限的问题,尤其是在夜间。医院被迫做出艰难的决定,例如雇用更多旅行护士和医生,或将患者拒之门外。当该组织部署 Sickbay® 临床平台后,一切都发生了变化。此平台是一个供应商中立、基于软件的监护和分析解决方案,来自 Medical Informatics Corp. (MIC)

Sickbay 是经 FDA 认证的基于软件的临床平台,可帮助医院实现患者监护标准化。平台支持灵活的护理模式,并在单一的互联架构上大规模开发和部署以患者为中心的 AI。Sickbay 重新定义了存储和访问 EMR 系统和 PACS 成像静态数据的传统方法。无论护理团队位于何处,基于 Web 的架构都能为他们提供近乎实时的数据流和标准化的回顾数据,从而以相同的集成支持各种工作流程。这包括在个人电脑和移动设备上嵌入 EMR 报告和监护数据。

“在床旁监护设备每小时为单个患者生成的约 80 万个数据点中,只有约二十几个数据点可临床使用,” 据 Craig Rusin,MIC 首席产品与创新官和联合创始人指出。鲜为人知的是,非联网设备(如病房外的呼吸机)发出的警报很难被护理人员听到或远程查看。同样,目前的患者监护也没有利用 AI 工具和现有数据为患者护理提供信息。

影响力评估

使用 Sickbay 的医院和医疗保健系统重新定义了患者监护,并通过展示以下能力建立了灵活的数据驱动型护理新标准:

  • 快速增加床位和护理人员,同时建立可超越传统的远程看护、入院和出院模式的灵活虚拟护理模式。
  • 为已在单位、服务或待命的医护人员提供更多近乎实时数据和回顾数据,以改进其工作流程和护理服务。
  • 建立虚拟护理站,一名护士可在单一用户界面上监护跨单位和/或机构的 50 多名患者。
  • 利用相同的基础设施创建虚拟指挥中心,对患者进行全程监护。

无论采用哪种部署方式,Sickbay 都将控制权交还给医疗保健团队,并为医院带来直接效益。所报告的效益包括人员、资金和年度维护费用降低,以及医护人员、患者和家属满意度提升。最重要的是,使用 Sickbay 的客户看到护理质量和疗效改善的直接影响,包括住院期间、蓝色代码事件、ICU 转移次数、通气时间、双重签名时间和治疗时间缩短。

这样的结果为其他医院提供了重新思考患者监护并实现近乎实时、以患者为中心的 AI 愿景的途径。医疗行业领先者已证明,通过增加虚拟人员来重返以团队为基础的护理工作,有助于扭转人员配备危机。“这并不是要将护士从患者身旁夺走,而是接受某些任务并集中进行处理,” Rusin 表示。“在可预见的未来,护士、医生和呼吸治疗师的数量永远无法满足所有需求。我们需要让床旁团队回归床旁护理。灵活的虚拟护理支持使这一点成为现实。”

改变护理经济学

Sickbay 能够改变患者监护的经济效益,并直接影响到质量和疗效改善。

与不同设备(无论何种功能或品牌)集成的能力是关键所在。“我们营造出的环境允许医护人员获取以前从未有过的数据,并在此基础上以经济上可行的方式构建内容,” Rusin 指出。

对于医疗保健服务提供者而言,拥有可用数据可以改变游戏规则, MIC 战略市场参与执行副总裁 Heather Hitchcock 表示。一位医生指出:“一分钟内,我必须处理 300 个数据点。任何机器都无法替我做出决定,但 Sickbay 可以帮助我更快地处理数据,从而做出正确的决定,拯救更多生命。”

从可扩展患者监护到预测分析

Sickbay 的价值不仅在于对患者进行近乎实时的监护和虚拟护理,还在于改善长期治疗效果。Sickbay 支持利用相同数据来开发和部署预测分析,以帮助提前应对恶化和风险。

客户目前在 Sickbay 上持续开发分析功能。例如,某客户将 32 个近乎实时的多模态风险评分集成到其虚拟护理工作流程中。另一个客户创建了一种可通过分析两个单独监护设备生成的数据来确定患者理想血压水平的 Sickbay 算法。“这种特殊的分析方法需要床旁监护仪的血压波形和另一个监护仪的脑血密度测量值,” Ruin 指出。

利用数据拯救生命

现在对连续护理患者进行治疗,将使未来的护理工作得到改善。要做到这一点,可靠、具体的数据是起点。如果没有该数据,临床医生只能凭自己的判断来解决身体最紧迫的护理需求,而得不到他们所需的数据驱动决策支持。这样做速度慢、成本高并且对护理人员不公平,最终也无法为患者带来最佳效益。

要真正实现治疗与其服务对象同样具体和个性化的未来,医疗保健必须以最有影响力的方式利用患者数据,即具体、准确、接近实时、与供应商无关、可转换和可立即访问。利用时间序列数据的力量,医疗保健服务提供者能够比以往更有效地帮助更多的人。毕竟,拯救生命是医疗保健的首要任务。

 

由 insight.tech 主编 Georganne Benesch 编辑。

利用下一代处理器和 COM Express 对 AI 工作负载进行扩展

X 射线、超声波和内窥镜检查机会产生大量数据,有时数据太多以至于无法理解。作为响应,医疗设备 OEM 将 AI 直接集成到医疗成像和诊断机器中,使临床医生和患者都能更高效、更有效地使用筛查程序。

支持启用 AI 的医疗成像和诊断需要具有显卡和计算性能的高端硬件来实时执行智能成像工作负载。直到最近,实现这些功能的最简单方法还是通过独立加速器——就前期硬件成本和功耗而言,这种方法成本很高,但效率很低。

但迄今为止,成本最高的设计决策是错误的系统架构。AI 正在迅速发展,因此如果没有灵活、适应性强和可升级的系统硬件,设备可能在被充分破坏之前就过时了。

“AI 工作负载发展如此之快,当你开始谈论硬件时,就有点危险了,” 嵌入式解决方案的全球领导者 congatec AG 公司的基础设施细分市场经理 Zeljko Loncaric 说。“这是医疗设备设计人员面临的最重大挑战之一。他们还面临着在长生命周期系统中实现新功能的障碍。”

基于英特尔® 酷睿 超移动处理器的 COM Express 模块可应对这些挑战。由于集成了 GPU 和 NPU,它们在 AI 工作负载处理方面提供了卓越的性能和效率。其具有固有的模块化设计,可以简化初始设计过程,并且能够在处理器的不同世代之间实现轻松升级。

平衡边缘 AI 在嵌入式计算中的寿命和创新

由于医疗成像设备必须经过全面的认证流程才能使用,因此它们的生命周期平均为十年或更长时间。与此同时,AI 技术是医疗成像的一个有意义的进步,具有显著提高超声波、移动超声波、内窥镜机、X 射线等诊断效率和准确性的潜力。

但是,面对重新设计和重新认证医疗设备的时间和成本,原始设备制造商在没有极具引人注目的商业案例的情况下,对过渡到支持 AI 的下一代平台犹豫不决。如果无法回答一个系统设计将保持多久的相关性,那么这个商业案例就变得不那么引人注目了。

英特尔新推出的酷睿超移动处理器,是第一个集成 NPU 的 x86 处理器,也是当今市场上能效最高的 SoC 产品家族之一。集成的 NPU 支持高级 AI 工作负载,而不会增加独立加速器的成本和复杂性。结合 SoC 领先的每瓦特性能,医疗设备设计人员可以在资源有限的边缘 AI 部署中更好地管理功耗和热效率。

Congatec 的产品线经理 Maximilian Gerstl 指出:“在移动超声设备和其他电池供电系统中,处理器的每瓦性能也非常有趣。”“英特尔对架构所做的工作令人印象深刻。这些数字从性能来看非常出色,不仅在 CPU 方面,而且在显卡方面也是如此。新处理器还为客户提供了前所未有的灵活性,允许他们在保持相同外形的情况下跨多代升级系统。”

如果没有一项伟大的新技术出现,组织将在同一个模块上停留 10 年或更长时间,这样他们就不必重新认证,”他继续说。“英特尔酷睿超移动处理器是一个巨大的进步。医疗保健组织必须考虑更改它。”

开放式标准模块加快通道系统升级

最新的 congatec conga-TC700 COM Express 紧凑型模块将英特尔酷睿超移动处理器的处理性能和应用就绪的 AI 功能集成在即插即用的外形中。医疗设备设计人员可以利用该模块作为构建高效的边缘 AI 系统的捷径,同时显著缩短上市时间并降低总拥有成本 (TCO)。由于 COM Express 是由全球技术联盟 PICMG 管理的开放式硬件标准,TC700 提供了与供应商无关的系统升级路径,通过该路径,可以简单地将遗留模块替换为具有相同接口的性能更高的模块。

“快速交换硬件的能力意味着组织可以让其应用程序运行很长时间,” Gerstl 解释道。“尽管他们必须重新认证新的硬件组件,但他们可以从以前的应用程序中引入许多软件和硬件设计。”

由边缘 AI 解决方案提供支持的智能医疗保健

Conga-TC700 由 congatec 专注于 OEM 解决方案的生态系统提供支持,该生态系统具有高效的主动和被动热管理解决方案、长期支持和随时可用的评估载板。该公司还在探索开源英特尔® OpenVINO 工具套件如何为其客户开发和部署 AI 视觉系统提供支持。据 Gerstl 称,该公司正在利用特定用例进行早期基准测试,以帮助客户更快地启动和运行应用程序。

对于 congatec 来说,英特尔酷睿超移动处理器的可用性代表着下一代边缘 AI 设备在价格、性能和功耗方面取得了相当大的进步。对于医疗设备 OEM 而言,这些处理器提供了通往支持 AI 的新成像和诊断设备的引人注目的路径。

“我们将继续启用 AI 加速、硬件和软件,并将其引入我们的产品,” Gerstl 说。“我们希望实现这一新趋势。”

 

本文由 insight.tech 的编辑主管 Georganne Benesch 编辑。

利用基于音频的生成式 AI,协调创新

人工智能是许多不同技术的总称。生成式 AI 是我们经常听到的一个话题,尤其是 ChatGPT。ChatGPT 得到了广泛报道,但绝不是生成式 AI 行列中唯一一员。英特尔的 AI 软件架构师兼生成式 AI 推广者 Ria Cheruvu 最近一直感兴趣的一个问题是音频领域生成式 AI(视频 1)

视频 1。英特尔生成式 AI 传播者 Ria Cheruvu 探索基于音频的生成式 AI 的商业和发展机遇。(来源:insight.tech

但无论何种类型的生成式 AI 都令人震惊,开发人员并非始终确切知道从哪里开始,或者开始之后,如何优化模型。与英特尔合作,可以真正简化流程。例如,初学者开发人员可以使用英特尔® OpenVINO 笔记本电脑,利用教程和代码示例,帮助他们开始使用 GenAI 。然后,当他们准备好提升到一个新水平或准备扩展时,英特尔将随时帮助他们。

Ria Cheruvu 与我们讨论 OpenVINO 笔记本电脑存储库,以及生成式 AI 用于音频的现实应用,以及适用于呼叫中心的方面与适用于音乐家方面之间的差异。

生成式 AI 的不同领域有哪些?

就生成式人工智能的类型而言,这一领域无疑正在不断发展。ChatGPT 并非唯一!当然,文本生成是一种非常重要的生成式 AI,但也有图像生成,例如,使用 Stable Diffusion 等模型来生成艺术、原型以及不同类型的图像。还有音频领域,您可以开始制作音乐,或者制作合成化身的音频,以及许多其他类型的用例。

在音频领域,快速运行时尤为重要,这是常见的痛点之一。您希望模型超级强大,能够快速生成高质量输出的结果,那就需要大量计算。因此,我想说,优化生成式 AI 模型的技术堆栈绝对至关重要,这也是我在英特尔日常工作中研究的东西。

音频生成式 AI 的具体商机是什么?

使用语音人工智能或对话式人工智能来读取和处理音频,这确实非常有趣,这就是您使用语音代理(例如手机上的语音助手)所做的事情。将其与音频生成式 AI 比较,您实际上是在创建内容,例如,能够生成合成化身或声音,以便打电话和交谈。首先想到的商业应用肯定是呼叫中心,或者是具有使用这种所创建音频的模拟环境的元宇宙应用。

但创意领域、内容创作领域也有一些非传统商业用例,我们开始看到一些应用与音乐生成式 AI 相关。对我来说,这非常令人兴奋。英特尔开始研究生成式 AI 如何补充艺术家的工作流程:例如,创建作品,使用生成式 AI 来采样节奏。音乐家和音乐制作人如何利用生成式人工智能,将其纳入内容创作工作流程之中,这也有一个非常有趣的文化元素。

虽然它不是一个传统的商业用例,比如呼叫中心或使用音频进行零售的交互式自助服务终端,但我认为,音乐生成式 AI 在内容创作方面有着巨大的应用。最终,它还可以进入需要生成声音的其他类型领域,例如,创建用于 AI 系统训练的合成数据。

音频生成式 AI 的开发流程是什么?

生成式 AI 领域目前正在采用几种不同的方式。其中一种肯定是改造已有的模型架构,以用于其他类型的生成式 AI 模型。例如,Riffusion 基于图像生成模型 Stable Diffusion 的架构;它只是生成波形,而不是图像。

我最近与从事音乐领域研究的人交谈,我们讨论的一件事是,您可以为这些音频领域模型提供的输入数据多种多样。可以是音符,也许是钢琴作曲的一部分,一直到波形或特定类型的输入,专门用于 MIDI 格式等的用例。有多种多样的数据。

训练和部署这些模型需要哪些技术?

我们一直在调查许多有趣的生成式 AI 工作负载,这些工作负载是英特尔 OpenVINO 工具套件和 OpenVINO Notebook 存储库的一部分。我们将许多音频生成的关键示例当作非常有用的用例,用于提示和测试生成式 AI 功能。我们曾经与英特尔的其他团队合作,使用 Riffusion 模型,创作 Taylor Swift 类型的流行节奏,一直到更高级的模型,生成与某人说话的内容相匹配的音频。

我看到 OpenVINO 的一件事是,能够优化所有这些模型,特别是在内存和模型大小方面,而且能够在边缘、云和客户端之间实现灵活性。

OpenVINO 实际上针对该优化部分。有一个基本概念,即生成式 AI 模型的大小和内存占用面积很大;而所有这些模型的基础,无论是音频、图像还是文本生成,其中某些元素非常大。我们使用压缩和量化相关技术,将模型占用面积减半,不仅能够大幅减少模型尺寸,而且确保性能相差无几。

所有这些都源于一个非常有趣的本地开发概念。音乐创作者或音频创作者希望在创作内容时使用电脑,在从事密集型工作时,在云端工作,例如收集音频数据、录音、注释,以及与不同专家合作创建数据集。然后他们可以在电脑上执行其他工作负载,然后说:“好吧,现在让我在系统上本地生成一些有趣的流行节奏,然后在房间里制作原型。”

开发人员开始使用生成式 AI 有哪些示例?

我真正喜欢讨论的一个例子是,您如何正确地使用我们在笔记本存储库中展示的 OpenVINO 教程和工作负载,然后投入实际运用。在英特尔,我们与 Audacity 合作,后者是一个基本上实现开源音频相关编辑创作的工具。它是一种用于音频编辑的一站式 Photoshop 类型的工具。我们所做的一件事是通过我们提供的插件,将 OpenVINO 与其集成在一起。我们的工程团队从 Python 获取 OpenVINO Notebook 存储库中的代码,将其转换为 C++,然后将其部署到 Audacity 之中。

这样就能实现我之前提到的性能和内存改进,但它也直接集成到相同的工作流程中,许多编辑和操作音频的人也在利用此工作流程。您只需挑选一段声音,然后说 “生成”,OpenVINO 就会生成其余部分。

这是一个工作流程集成的例子,可用于艺术家工作流程;用于电影行业为语音制作生成合成音频;或用于零售行业中的交互式自助服务终端;或用于医疗保健领域的患者与医疗人员对话。工作流程的无缝集成是英特尔非常期待推动和帮助协作的下一步。

生成式 AI 还有哪些,特别是音频生成式 AI?

说到音频生成式人工智能,我认为在这个领域的任何一个特定时刻都是 “眨眼即失”。看到添加了如此众多工作负载,真是太神奇了。但是,展望不久的将来,也许是今年年底或明年,我能看到的一些发展肯定是围绕我之前提到的那些工作流程,以及确定您到底想在哪里运行,是在本地系统上,还是在云上,还是在两者的混合体上?这绝对是我真正感兴趣的事情。

我们正在尝试采用英特尔® 酷睿 Ultra 和类似类型的平台,在 AI 电脑上生成音频,当您坐在房间里与一群音乐家一起制作原型并玩音乐时,理想情况下,您不必访问云端。相反,您可以在本地这样做,将其导出到云端,然后在本地和云端之间往返移动您的工作负载。关键在于,我们如何将利益相关者纳入该流程,即我们如何准确创建生成式 AI 解决方案,将其实例化,然后随时维护?

最后,您能给我们留下一点关于生成式人工智能的启示吗?

现在,生成式人工智能这个领域光鲜亮丽,但几乎人人都能看到当中的价值,而前提是有一个面向未来的战略。英特尔对这个行业的价值主张,是能够携手开发人员,向他们展示他们能够利用这项技术做什么,以及在他们实现目标的每一步上给予帮助。

用于音频的生成式 AI (通用生成式 AI)的发展如此之快。因此,请密切关注工作负载、评估、测试和原型设计;在我们迈进音频生成、合成生成等众多领域的新时代之际,这些都绝对是关键。

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本文由文案编辑 Erin Noble 编辑

一体机医疗 AI 电脑能够满足医疗保健计算的需求

在医疗保健行业,有一些制造医疗设备的公司和使用这些机器和设备的供应商。虽然这两个群体的商业模式完全不同,但它们面临着同样的挑战和机遇。两家公司都渴望部署最新技术,但都面临着严格的监管要求和较短的产品生命周期。

传统的医疗设备是用本地驻留在设备上的数据设计的。随着医疗保健设施对互操作性的需求日益增长,医疗保健专业人员可以通过支持 AI 的医疗电脑解决方案有效地提高效率,这些解决方案旨在维持关键任务环境,并在整个治疗过程中处理患者数据。

管理所有这些限制是一项艰巨的任务,但今天的医疗计算机可以胜任这项任务。卫生、小巧、便携的医疗级人工智能计算机可以被医院和诊所的从业人员使用。高性能处理器实现了近乎实时的 AI 分析,帮助医生和护士做出更快、更明智的诊断和治疗决策。

跟上物联网医疗设备中的 AI 创新

边缘 AI 和计算机视觉对于当今的成像和患者监控机器变得越来越重要,它们可以快速分析数据并为医生提供诊断支持。但对于医疗设备开发来说,整合这些尖端功能可能是一项艰巨的任务。根据法规,医疗设备开发平均需要 8 到 24 个月的时间来实现硬件和软件设计的变更,还需要两到三年的时间才能通过临床试验获得认证。

“他们无法不断升级到最新技术,”总部位于台湾的医疗电脑和医院 IT 解决方案全球生产商 Onyx Healthcare, Inc. 的总裁 John Chuang 表示。

一旦这些完成的医疗设备发布,它们就需要长时间被使用。医院拥有各种复杂的技术,通常需要 10 年或更长时间才能升级设备,在快速发展的医疗 AI 和计算机视觉开发的世界里,这是永恒的。

为了使机器尽可能保持最新,Onyx 与医疗设备公司、医院和英特尔合作,英特尔为该公司为医院和诊所生产的一体机 (AIO) 医疗计算机提供处理器。英特尔高性能处理能力是使软件能够运行边缘人工智能分析的关键。

Onyx 与英特尔密切合作,可以提供可扩展的定制设计,使医疗设备公司能够将最新的处理器融入到其医疗级计算技术中。“通过向医疗原始设备制造商和原始设计制造商提供最新技术,我们帮助他们保持领先地位,这样他们就不必担心他们的技术在他们推出设备时已经过时,” Chuang 说。

在需要的地方提供机器信息

在医院中,医疗设备是需要精确的定时和协调的复杂交响乐的一部分。医生依赖许多来源的信息来诊断和治疗患者,包括病历和实验室结果、血压和氧气监测仪,以及来自X-射线、CT 和超声扫描仪的图像。但由于这些机器由不同的制造商制造,使用不同的软件协议,它们通常不会相互连接,也不会与医院的 IT 系统连接。因此,医生通常必须检查脱节患者的数据。

像 Onyx 一体机医疗 AI 计算机这样的系统充当交响乐指挥家,整合来自所有来源的数据,包括病历和异地机器。它实现了高分辨率图像的传输和 AI 分析的性能,使医生能够全面、近乎实时地了解病人病情。

“传输的数据足以让医生做出合理、及时的治疗决策。这对于处于重症监护的患者,以及医生需要确定是否需要手术的情况尤其重要,” Chuang 说。

ONYX 一体机 AI 计算机也是为了满足医院严格的卫生要求而设计的。例如,它没有使用风扇来冷却,而是使用板载散热器,这样就形成了一个封闭的系统,不会将携带细菌的空气转移到医院走廊或病房中。“由于低功耗英特尔处理器技术的效率,我们能够使用无风扇设计,” Chuang 说。

医疗物联网的实际应用:移动护理和远程医疗解决方案

通过医疗计算机连接患者信息可以帮助医院和诊所实现更强的互操作性。这是 CAIH 的一个重要目标,CAIH 是法国政府成立的一个联盟,旨在整合全国医院网络的技术需求。Onyx 开发了两个解决方案来帮助该组织实现其目标。

第一个解决方案是移动护理站,装有一体机 AI 计算机的手推车,护士可以带着它去查房。医疗计算机使他们能够在他们从房间到房间的时候关注每一位患者。除了让护士了解病人的生命体征外,AIO 还帮助监控设备,例如,让护士知道 IV 是否不足。

Chuang 说,AI 监控有助于人员短缺的医院更好地满足患者的需求。它还帮助他们应对快速增长的远程医疗用途。在它为 CAIH 开发的第二个解决方案中,Onyx 使一体机计算机能够将医生与患者、护理人员和远程设施中的医疗设备连接起来,包括可能没有医生在场的专业护理所。

医生可以从自己的一体机计算机上查看患者,并指导护士使用医疗仪器,例如便携式超声仪或检查耳、鼻、喉或皮肤的器械。这些设备配备了高清摄像头,可以将医疗级图像传输给医生。

“有了这些信息,医生就可以做一些诊断,并快速确定患者是否需要立即去医院,” Chuang 说。否则,许多人将别无选择,只能被送到那里,对于那些在专业护理机构的人来说,这往往是一个挑战。

Onyx 一体机计算机还支持 5G 通信,允许拥有 5G 网络的远程设施将患者重要数据或滑倒事故的警报直接传递给医生或护士,而不是等待信息在云端处理。

构建面向未来的技术

随着 AI 功能的不断扩展,医疗计算机在患者护理中扮演着更重要的角色。但为了保持有用,它们必须随着与之连接的机器一起发展,Chuang 说。

“医疗计算机本身需要变得更像医疗设备。我们看到它们与专业机器交互的需求越来越大,对数据处理速度的要求也在提高。通过在我们的计算机中应用最新的英特尔技术,我们能够满足这些需求,” Chuang 补充道。

 

本文由 insight.tech 的编辑主管 Georganne Benesch 编辑。

AI 和计算机视觉推动生物医学研究

生物医学研究的突破往往来自于对相关性和因果关系(即人体生理过程的原理和方式)的理解。

科学家通过关联数据集,得出癌症发病率升高或对疫苗反应更好等结论。他们随后会研究这些相关性的根本原因。有条不紊地完成这些生物医学研究周期是一项乏味但有意义的工作。

现在,AI 驱动的计算机视觉已应用于医学成像,加速了数据相关性的发现。它能够更快地发现值得探索的问题点。这样,AI 就能帮助人类更快地锁定问题所在。并且这可以帮助人类科学家更快地找到改变生活的医疗解决方案。

医学成像中的 AI 模型

一个使用案例是梅奥诊所使用 AI 和机器学习显著增强超声成像的能力。首先,该医疗机构使用英特尔和戴尔的最新技术、工具和产品(在戴尔边缘系统上运行的英特尔® Geti 平台和英特尔® OpenVINO 工具套件),在内窥镜检查视频中查找肾结石,并评估护理点 (POC) 超声图像以判断心脏功能。

戴尔科技(一家提供广泛产品组合和全面服务的解决方案提供商)生命科学战略全球负责人 Alex Long 表示,梅奥诊所在 AI 超声成像应用方面的工作是这项技术的一个特别有用的案例。长期以来,对超声波的解读一直是主观的,容易出错,并且需要专门的培训。

但经过大量数据训练的视觉 AI 模型可以帮助护理人员提供更加个性化的病床护理。利用 AI 增强护理,可以更快、更准确地发现异常,而且只需少量培训。利用预训练模型和主动学习的现代方法使快速开发和部署这些模型成为可能。“我们的护理人员知道使用 AI 帮助患者护理的好处,但在 POC 超声这样的案例中,过去没有可行的 AI 模型”,梅奥诊所的 David Holmes 博士表示。他的工程师团队利用交互式 AI 建模工具快速开发了一个可在床边评估图像质量的 AI 解决方案,以确保在患者护理中使用最佳图像。

AI 在医学成像中的应用不仅仅是其作为诊断工具的能力。“这利用了视觉 AI 来解读成像数据,并准确增强了人类的能力”,Long 表示。经过培训的诊断人员通过筛选文件来发现问题(评估乳房 X 光照片以发现乳腺癌的早期迹象就是一个很好的例子),他们也可以受益于 AI,让 AI 引导他们对更多区域进行评估。AI 的优势在于,它会发现人眼由于确认偏差而可能遗漏的模式。

生物医学研究中的各种其他场景都可以从 AI 中受益,特别是涉及成像数据时。“事实证明,许多其他医疗系统本质上也是依靠视觉的”,Long 表示。这些系统都可以从使用 AI 作为增强人类能力的工具中受益。

合作推动创新

英特尔和戴尔科技的合作推动了这些 AI 驱动的突破。“社区的定义是一群志同道合、共同努力实现一个目标的人”,Long 说。“我们正看到一个医疗保健生命科学社区在戴尔和英特尔之间诞生。”

多年来,两家公司之间的合作一直有机健康地发展,Holmes 博士的工作就是两家公司如何发挥各自优势的一个例子。两家公司的医疗保健解决方案团队以及他们的技术和产品平台促进了与领先的生物医学研究人员和提供商的合作。

“我们产品组合的深度、合作伙伴关系的深度以及交付所需的 IT 和基础设施方面的专业知识”是戴尔做出的贡献,Long 表示。此外,戴尔牢记,医疗保健行业非常重视隐私和对患者敏感健康信息的保护。“这不仅仅是采用技术来降低成本”,Long 表示,“也事关利用技术推动人类改善健康的举措。我们对真正推动人类关怀充满热情。”

AI 在医疗领域的未来

梅奥诊所使用案例展示了 AI 模型在生物医学研究中的潜力。我们刚刚开始探索 AI 在视觉成像数据中发现相关性的方法,引导人类找到进一步探索的新途径。

研究人员几乎总是试图找到相关数据来得出结论,而且“如果想找到什么东西来确定相关性,没有什么比 AI 更好的了”,Long 表示。“我对 AI 在加速诊断、改善患者护理以及快速理解下一波启发式方法和治疗等方面的潜力感到非常兴奋。”

说到人体,还有很多方面有待发现。现在正是技术和医学交汇的激动人心的时刻,因为 AI 可以促成的发现数量令人难以想象。AI 可以利用多年的数据来训练其“视觉”。结果很可能是革命性的。

 

由 insight.tech 主编 Georganne Benesch 编辑。

新一代的产品为机器制造商建立优势

边缘 AI 和计算机视觉技术几乎在每个行业都发现了新用例。在工厂中,像自动光学检测 (AOI) 和工业机器人这样的应用提高了运营效率。在医疗保健领域,这些技术增强了医学成像和诊​​断能力。新技术让我们的城市能够实现更智能的交通管理,并增强我们办公室和公共场所的安全性。

AI 在许多不同领域的采用也改变了商业领袖对未来的预期。AI 技术虽然前途光明,但不再遥不可及。AI 已经开始为所有类型的组织带来积极的成果。“AI 在现实世界中的普及正在发生,” 边缘 AI 平台和 AIoT 解决方案提供商 Advantech产品经理 Christine Liu 说道。“如今的决策者将 AI 视为保持竞争力的‘必备条件’。”

对于 AI 解决方案的开发者来说,这是一个巨大的机遇,但他们也面临着需要克服的挑战,例如采用 AI 计算解决方案、集成软件 SDK、AI 模型训练等。

好消息是,嵌入式硬件合作伙伴关系可通过 Advantech 的 GPU 卡 EAI-3101(采用英特尔® 锐炫 A380 GPU 设计)等产品实现强大、可开发的 AI 计算。GPU 主要提供视觉图像优化,是目前用于增强 AI 计算能力的主流 AI 加速器之一。 

最新嵌入式 GPU 卡支持多种 AI 用例

EAI 系列产品线提供了全面的 AI 加速和图形解决方案,包括多款采用英特尔锐炫显卡的 PCIe 和 MXM GPU 卡。伴随着即将面世的英特尔锐炫 A380E,Advantech 推出了 EAI-3101,这是一款由英特尔锐炫 A380E 提供支持的新型嵌入式 PCIe GPU 卡,使用寿命为五年。该 GPU 卡搭载 128 个英特尔 Xe 矩阵 AI 引擎,提供 5.018 TFLOPS 的 AI 算力。凭借优化的散热解决方案和自动智能风扇,这些 GPU 卡可以满足不同的用例,包括游戏、医疗分析等。事实证明,这些设计在 AI 推理能力和图形计算方面优于竞争对手。

选择的多样性意味着 OEM、ODM 和机器制造商更有可能找到适合其需求的计算平台,无论预期的用例是什么。例如,工业领域的机器制造商很可能会选择一种常用的 PCIe 配置卡,而 MXM 卡较小的外形尺寸以及抗冲击和振动能力可能会吸引医疗设备制造商。

“英特尔® Dynamic Power Share 锐炫 GPU 和英特尔 CPU 可以在处理引擎之间自动动态(重新)分配功率,以根据使用案例提升性能,为各种边缘工作负载提供稳定、高性能的计算,” Liu 说到。“英特尔® OpenVINO 工具套件可帮助我们加快 AI 推理时间、减少人工智能模型占用空间并优化硬件使用。”

Advantech 与英特尔的开发合作伙伴关系使该公司能够更快地将最新的英特尔产品推向市场,因为它可以尽早获得英特尔最新一代的处理器。即使 Advantech 客户已经全面部署了其他解决方案,这也能让他们受益。例如,智能交通管理解决方案制造商 ISSD Electronics 在土耳其部署了智能交通管理系统,最近又升级了该解决方案以集成 Advantech 的 EAI-3100 系列。最终,该公司提高了系统的准确性,减少了人工智能推理延迟,并将建设成本降低了 33%,Liu 补充说到。

Advantech 还宣布推出 AIR 系列边缘人工智能推理设备的新型号:

  • AIR-150:基于第 13 代 英特尔® 酷睿 处理器的紧凑型无风扇边缘 AI 推理系统
  • AIR-310:配备 MXM-GPU 卡的边缘 AI 盒,由第 14 代英特尔® 酷睿 处理器提供支持
  • AIR-510:基于第 14 代英特尔® 酷睿 处理器和 RTX 6000 Ada 的边缘 AI 工作站

这些边缘 AI 平台采用最新的英特尔平台,适合多种不同的场景。企业可能会为办公室选择相对轻便的 AIR-150。为了实现工厂 AMR 自动化管理,AIR-310 提供了所需的工业协议和可扩展的 GPU 计算能力。如要构建可能具有更高图形计算要求的计算机视觉辅助医学成像解决方案,则应该选择更强大的 AIR-510。

为 AI 应用开发创造公平的竞争环境

除了硬件产品外,Advantech 还提供跨平台边缘人工智能软件开发套件 (SDK)。SDK 可提供基准测试工具,用于在解决方案开发过程的早期评估 AI 应用程序的硬件要求。这有助于开发人员为其解决方案选择最佳硬件,并防止他们在过多的计算能力上花费过多。此外,该 SDK 还支持部署后的实时监控和无线 (OTA) AI 模型更新。

作为 SDK 的一部分,OpenVINO 提供模型优化和硬件加速优势。该开源推理工具包还支持 PyTorch、TensorFlow 和 PaddlePaddle 等多种 AI 模型框架,帮助 AI 开发人员简化模型部署和软件开发工作流程。

方便使用的开源工具包和 SDK,结合成熟的边缘 AI 产品生态系统,将帮助更多机器制造商、OEM 和 ODM 借助稳定、开发就绪的 AI 计算环境更高效地进行市场竞争。它们有助于缩短整体解决方案的开发时间,并使设计人员能够更快地将创新产品推向市场。

Advantech 还提供 Edge AI SDK(AI 工具包),为上述所有 EAI 和 AIR 系列产品构建从评估、SDK 采用到部署的友好环境

那么,在未来几年中,预计 AI 应用开发将会有一个更加公平的竞争环境 — 这被一些人称为“人工智能的民主化”。

在 Liu 看来,这是我们日益 AI 化的世界的正确前进道路。“AI 的力量不应仅为少数公司所用。我们的边缘计算平台、SDK 和 OpenVINO 等资源可供每个人使用,”她说。“AI 未来将无处不在—这就是为什么我们需要这些开放且强大的解决方案。”

 

本文由 insight.tech 的编辑主管 Georganne Benesch 编辑。

优化外科手术团队:人工智能在手术室中的作用

当您或您的亲人面临手术时,您自然希望能够找到技术最精湛的外科医生。更不用说,它还拥有最先进的设施和最尖端的技术,以确保达到最佳效果。毕竟,风险可能会高得令人难以置信。因此,令人不安的是,直到最近,外科医生在手术室中仍缺乏决策支持资源。

虽然医疗技术应用在过去几年发展迅速,但与其他行业相比,外科领域采用先进技术的速度要慢一些。外科医生习惯于依靠自己的操作和从经验中获得的知识,这是有充分理由的。但医疗技术并不完全是机械臂和人工智能引导手术;只要将医疗数据从传统的孤岛中解放出来,并让外科医生在最需要的地方和时间(手术室中)获取这些信息,就能带来很多好处。

我们与数字手术平台提供商 Caresyntax 创始人兼首席执行官 Dennis Kogan 对此进行详细探讨,还谈到手术室的动态挑战、良好合作伙伴生态系统的重要性,以及人工智能辅助手术如何改善患者疗效(视频 1)

视频 1。Caresyntax 首席执行官 Dennis Kogan 讨论了将人工智能驱动的实时数据整合到外科手术中的问题,并强调了其关键时机和对外科医生的影响。(资料来源:insight.tech

手术室中的技术进步如何改变医疗期待?

我父亲是一名外科医生。多年前还在上大学的时候,我曾与他谈论运动员在效能管理、态势感知和分析等方面获得了多少决策支持。他告诉我:“外科手术中没有这样的东西。我们有非常有趣和重要的医疗设备,我们也在不断地将临床创新成果应用于实践,但真正的数据使用和决策支持却并不多。”

直到几年前,这种情况还没有太大改变。围绕医疗设备的创新层出不穷,但归根结底,这仍然只是帮助外科医生用手操作。我们现在看到的进步使外科团队也能拥有更好的决策支持机制。

我认为,人们越来越期待外科医生不能只考虑手术风险。他们确实需要支持,也的确需要更多信息来对风险进行分层。而这一切都在他们的头脑中进行可能不再可接受。

将新技术整合到手术室会面临哪些挑战?

与其他类型的疗法相比,患者可能不太了解手术室中发生了什么。显然,他们都处于麻醉状态。他们想要的是了解自己获得好结果的可能性有多大。我想他们可能会惊讶地发现,他们的手术团队得到的综合决策支持并没有想象中的那么多。

利用技术对外科领域进行创新所面临的挑战在于,外科手术是一种实时干预,您必须整合人工智能和软件,以便在该环境中运行。手术室中几乎不应该有滞后时间。与医疗领域使用的许多其他信息技术相比,这本身就是更大的障碍。当然,质量和运营效率的门槛也相当高。

手术环境也极富变化。那么,外科医生在手术过程中如何适应不断变化的临床情况?这不仅是可量化的活动和技术,还有沟通和团队合作。手术实际上是一种团队活动。手术效果的好坏,一部分取决于外科医生的操作水平,另一部分则取决于他们与护理人员和麻醉师的沟通情况。它非常复杂,以至于几乎无法预测会在可预见的未来被人工智能所取代。

由于充满活力,人工智能在为医生提供正确信息和选择方面确实大有可为。一天之内,手术团队可能要为不同类型的患者进行手术:一名健康的 25 岁女性和一名 85 岁的重病男士。团队必须能够调整大量输入并做出大量决策。

认知超载会导致不良决策或错误。七分之一的病例可能会出现某种严重的并发症——占比超过 15%。因此,我们在这里讨论通过态势感知——通过自动化——主动管理风险。这涉及到减少并消除认知超载和不断变化的临床状况导致的不必要的变异性。我们现在观察到的最佳人工智能用例可展示有关特定患者和手术的具体信息,以便指导该手术的整个路径,而且结果比没有获得这种支持时更好。

将人工智能与患者数据相结合有什么优势?

首先且最重要的是,真正的综合手术决策支持涉及围手术期的所有环节。由于手术前后的一切工作也都至关重要,因此最好的综合平台可实现手术室与术前和术后空间、时间和活动之间的连接。

在患者进入手术室之前需要作出一些决策——准备合适的工具、合适的药物、安排合适的人员参加手术。它还包括电子病历,因为电子病历包含大量有关患者及其倾向的数据。然后是手术室内部的情形,这里也可以连接医疗设备和视频摄像头。随后:了解患者离开手术室时的风险程度,这可能会改变他们的护理方式。也许他们可以回家;也许他们需要住进重症监护室;也许他们需要额外剂量的抗生素。

因此,要获得最佳、最明智的洞察力,就必须有完整的围手术期临床和操作记录,但最重要的是手术期间——因为这当然是最关键的部分,也是最容易出错的地方。因此,由于手术室是实时的,因此需要更高水平的复杂性。而且从技术角度来看,这也不是一个适合云的领域。这一切都在边缘,因为您无法在两秒内完成云端上传和下载。因此,边缘计算和物联网技术工具包在这里会非常重要。

与此同时,从部署和成本的角度来看,这种技术解决方案必须非常强大和具有吸引力。因为归根结底,任何过于昂贵或笨重的东西——在已经非常拥挤的手术室里再增加一台巨大的机器——这是行不通的。

在一些技术合作伙伴的帮助下,我们 Caresyntax 耗费数年时间才开发出这个平台,以某种方式实现了所有这些参数。但我知道这是有可能的。现在一切都还处于起步阶段,但我认为未来十年,每个手术室都将配备此类系统。10 年后,医生会想,如果没有这个系统,该如何才能开展工作。

医院如何才能使这种投资面向未来?

每个行业都会经历这样一个周期,起初,少数几家供应商建立一个封闭环境,然后用户会逐渐期待越来越多的灵活性来增加价值和添加新的应用。我认为外科手术和医疗保健也需要进行同样的变革。

出于一些很好的理由,医疗设备领域拥有大量专有知识产权。从过去来看,这也一直是医生的主流思维模式——他们从设备和供应商的视角思考手术室。因此,需要进行的第一项投资是重塑和调整这种思维方式。手术室不应被视为是领先设备平台的延伸,而应被视为实现最佳结果的横向过程的一部分。

您有什么使用案例或客户实例可以分享吗?

因此,我们已经能够证明,在手术室中使用这些先进的平台可以提高表现水平,不仅对外科医生,而且对其他医生和临床协作人员也是如此。例如,护士。疫情爆发后,很多人在没有像以往那样接受过足够培训的情况下加入了护理队伍。现在手术量很大,因为很多手术都被推迟了。因此,许多新护士需要尽快适应这种情况。我们正越来越多地在手术室中部署类似于交互式、分步导航指南的东西。在手术的恰当时机获得分步支持,对于在手术环境中仍缺乏信心或经验的人来说是非常有用的。

Caresyntax 如何与合作伙伴合作,将这些平台引入手术室?

作为外科专家,我们对最终应用和用例有很好的认识,但在基础设施建设方面却没有太多的经验。我们没有在严谨性和实际架构方面可能与我们类似的其他用例作为基准和对比物。而即插即用的综合智能手术平台在硬件内容方面非常智能但并不繁重,它既能生成信息,又拥有接收算法、生成人工智能并实时展示的能力和带宽——这是一组相当复杂的要求。

英特尔一直是与我们密切合作的合作伙伴之一,几乎都是在我们的团队中,来实现这一目标。设计架构、寻找合适的组件、利用他们的一些组件——例如,允许人工智能渗透和使用的 OpenVINO——所有这些东西都非常重要。如果没有英特尔这样的合作伙伴,我们至少会慢很多。我们需要寻找每一件物品,还可能会犯下更多的错误。

当然,除了英特尔,我们还与云解决方案提供商——AWS 和 Google Cloud 合作。因为必须实现从边缘到云的过渡。正如我之前所提到的,这是一个包括术前、术中和术后的领域,因此您必须不断地进入边缘,再回到云端,并使信息可以互换。实际上,它们彼此之间都有合作——英特尔与 Google、英特尔与 AWS——这种合作也获得了很好的回报。

当然,疫情阻碍了创新,但最近这种情况已有所缓解。我认为每个人在看待外科手术时都会说:“它不如飞行安全,甚至不如其他一些医疗程序安全。现在是时候对它进行改进了。”要实现这一目标,需要一个由玩家组成的生态系统。

关于人工智能在外科手术中的应用,您认为最关键的要点是什么?

我经常会发现,人们认为手术是已经想明白的事物,它已经成熟,并不需要创新。我可以扫兴地说,事实并非如此。但外科手术也有机会达到与航空业相同的水平。我认为你们和我一样都不会接受飞机有 15% 的几率出现问题。

这是一个很大的问题,不仅对临床有影响,对成本也有影响。外科疗法是仅次于药物疗法的第二大常用疾病治疗方法。它可能占美国医疗保健支出总额的 20%、30%。

因此,如果要做手术,我认为我们应该有一种一切都会好起来的感觉。而这应该有真实的统计数据作为支撑。我们确实可以让手术变得更安全、更智能。它将对数百万患者的健康产生广泛的影响,同时也会对成本产生广泛影响。只要有创新的思维,就会有很大的改进空间。

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要了解人工智能辅助外科手术技术的详情,请收听手术室配备人工智能:与 Caresyntax 同行并通过 @caresyntaxLinkedIn关注 Caresyntax。

 

本文由文案编辑 Erin Noble 编辑

医疗平板电脑满足医院的严格要求

从 MRI 和 CT 扫描仪到心电图检测仪、血氧仪和血压计,现代医疗器械收集大量关于患者健康状况的数据。但是要将这些信息送到需要的医院医生和护士手中,往往是一件困难的事情。

其中一个问题是,医疗器械和设备的制造商众多。由此产生的结果是,它们生成的信息以不兼容的格式分散在许多数据库和 IT 系统中,导致医生和护士难以对患者的健康状况作出连贯地描述。

另一个问题则是医院对硬件的限制性要求。护士站、手术室和重症监护室以及它们连接的实验室和药房都必须使用符合严格卫生标准的电脑。为了成功传输重要的患者数据,电脑还必须速度快、可靠性好、易于使用和安全。

现代医疗平板电脑专为解决这些挑战而设计。它们通过符合医院卫生、可用性、安全性和可靠性要求的一体化紧凑型计算机实现各种医疗设备的数据集成。它们的计算能力足以运行复杂医疗软件,为护理人员提供所需的数据,这样不仅可以应对紧急情况,还可以持续衡量患者的病况进展。

统一的患者监控解决方案

由于医疗技术不断进步,大多数医院都配备了各种品牌和型号的医疗设备。

“医院分阶段实现技术现代化,因此它们的硬件和软件环境非常不统一。通信协议是一大痛点,”物联网设备制造商 Kontron AG 的 产品经理 Guenter Deisenhofer 指出。

机器无法互通导致程序效率降低,治疗决策变得困难。这是 Deisenhofer 最近带儿子到当地医院就诊时亲身经历的问题。首先,收治人员测量男孩的心率、血压和血氧含量并将信息记录在一张纸上。稍后,他的儿子去看医生。医生再次测量了男孩的重要数据并将测量结果写在另一张纸上,然后让他去接受 X 光检查。在那里,这一流程再次重复。

“一天下来,大概记录了五张纸。他们没有持续监测他的病情,也没有人对病情作全面了解,” Deisenhofer 指出。

幸运地是,情况并不严重。但由于重要信息在不同时间从不同设备发送——无论是记录在纸上还是编码在不兼容的软件程序中——医生们永远无法确定他们可能会错过什么样的信息。

医疗边缘计算机,例如 Kontron 的 MediClient 平板电脑,使用标准协议整合来自机器、可穿戴设备和患者健康记录中的数据,以此填补信息空白。该平板电脑符合医院严格的卫生规定,即使护理人员戴着手套,也随时可以使用。它通过有线或无线连接将患者监护设备的信息传输到医院的通信中心(例如护士站)。高性能英特尔® 处理器使监护设备的软件能够对输入的结果进行近乎实时的分析,帮助医生和护士观察型态,发现可能提示诊断或指出需要进行特定检查的异常情况。

“有了持续监测数据,医生就不会只对紧急情况做出反应。例如,他们可以观察到心率是否随着时间的推移而下降和恢复。这有助于他们做出更好的诊断和治疗决策,” Deisenhofer 指出。

患者出院后,监测仍可继续。可穿戴设备将其信息无缝传输到 MediClient,以便与患者此前的记录集成。

利用医疗平板电脑改善医疗器械生命周期管理

随着医院越来越依赖于先进的医疗设备,医疗器械制造商必须警惕地进行持续更新,以实现新的物联网功能并防范最新的网络威胁。进行这些更改通常会涉及软件和固件,有时还涉及到硬件。这意味着类似于 MediClient 电脑的设备也必须更新,才能继续为医院提供医疗器械的重要数据。

随着技术创新的加速,设计为可以使用 10 或 15 年的医疗器械通常需要多次重大更新。Deisenhofer 指出:“器械的生命周期越来越难以管理。”

Kontron 与医疗器械制造商密切合作,跟进计划变更并经常参与早期产品规划周期。由于每次硬件变更都需要大量的测试和重新认证,因此密切沟通可以节省时间。制造商可以一次性通过产品重新认证,而不必在作出更改后再次认证。Kontron 还对制造商的设备进行第三方软件安装和电气测试,以帮助他们在产品发布前解决潜在的问题。

通过与 Kontron 合作,制造商可以更快地向医院提供升级服务,医院也可以在新功能推出后立即将其集成到医疗系统中。

将新功能带到边缘

随着技术进步,原始设备制造商和平板电脑制造商可以携手合作扩大监护设备的价值。机器收集的数据越多,系统构建者就越能够改进其人工智能软件,减少误报并查明问题。Deisenhofer 指出:“例如,您可以使用人工智能创建预警分数,以便在危急情况发生之前尽早识别各种情况。”

边缘平板电脑的处理速度也将提高,以帮助护理人员更快地应对发现的健康威胁。

诸如此类的优势表明,患者监护设备以及将其数据传输给医生和护士的医疗平板电脑有着光明的前景。正如 Deisenhofer 所说:“我们的设备不会自行做出决策。但通过在边缘汇集所有数据,它可以帮助医生做出正确的决策。”

由 insight.tech 主编 Georganne Benesch 编辑。

更智能、更快速、连接 5G 和智能网络

在最近的物联网聊天播客中,我们邀请了 CCS Insight 的 Martin Garner 和 Bola Rotibi 来讨论该公司的年度物联网预测报告,特别是对边缘和 AI 领域的关注。但在报告及这场对话中,有很多关于 5G 和网络的内容。所以,这次我们决定专门将重点放在 5G 和智能网络的崛起上,与 CCS Insight 的网络总监 Ian Fogg一起进行讨论。

如今,全球几乎所有行业都需要连接到互联网。它们需要快速、可靠、实时的信息,这就要求网络也要速度快。越来越多的智能设备也连接到网络,网络需要处理所有连接。与此同时,各行业和公司也在努力实现可持续发展目标。5G(甚至 6G)和 AI 真的能帮助实现这些目标吗?让我们一探究竟(视频 1)

视频 1. CCS Insight 的 Ian Fogg 讨论了 5G 和物联网领域的最新发展,以及对 2024 年及以后的展望。(资料来源:insight.tech

过去几年,5G 和网络的格局发生了怎样的变化?

5G 首次推出是在 2019 年,当时的标准是非常早期的版本。我们最近看到,它的能力得到了巨大的提升。例如,它最近的用途之一是私有网络。在 2023 年宣告的私有网络中,有 45% 部署了 5G。

我们还看到了非地面网络,这是即将推出的 5G 标准第 17 版的一部分。预计到 2027 年,15% 的智能手机用户将拥有支持卫星的设备。那么,这对物联网意味着什么?过去经常是消费者领域推动创新,然后这些创新被重复用于其他领域,因为这些领域之间存在共性。一旦建立起卫星能力,卫星运营商就可以选择支持多种类型的客户。

我们在过去一年看到的另一件事是 OpenAPI 倡议的宣布,它获得了运营商组织 GSMA 的极大关注。这也包括用于管理网络质量和其他网络类型设置的网络 API。

在这些物联网网络中,5G 的下一步动向如何?

我们的预测之一是,到 2025 年,基于应用的网络功能的数字市场将提供一百多个版本的网络功能和 API。我们已经看到一些小的倡议,但我们预计在未来 18 个月左右的时间内,市场将大幅扩展。

我们还预计,到 2030 年,私有-公共混合型 5G 将成为私有网络的主要选择。独立的私有网络使用专用网络来提供该服务。但混合型解决方案使用独立 5G 和网络切片的一些新功能来提供服务,其质量与其他使用更广泛蜂窝 5G 网络的用户所获得的服务质量不同。这弥补了一些特定位置之间的差距,企业可能在这些位置有专用的私有网络,但希望人员或设备在专用的站点之间流动—这就是一种混合型解决方案。随着时间的推移,这种情况会逐渐出现,但我们预计到 2030 年这将成为主流趋势。

5G 和网络边缘如何跟上物联网的需求?

我认为混合能力在这方面尤其重要,因为它确实可弥合专用私有网络(可能位于港口、制造工厂或其他受限位置)与在广泛领域内提供高质量服务的需求之间的差距。

另一件我们认为很重要且越来越重要的事是,在大量领域和产品类型中,AI 将应用于网络的不同部分。我们认为,通过更好地管理流量模式,确保网络提供足够好的服务质量以及管理中断或停机问题,AI 将使 5G 网络显著提高其可用性,甚至可能超越五个九的可用性。

多谈谈如何使用 AI 增强 5G 和物联网网络吧。

网络人员正在各个领域使用 AI。例如,他们使用它来改进 RAN 管理。随着我们从最初的 4G 到 4G Advanced 或 LT Advanced,再到 5G,以及 5G 第 17 版等等,RAN 的复杂性越来越高,需要管理的设置也越来越多。基站之间、不同频段之间的交互更为复杂,而 AI 是实现持续 RAN 管理以提高覆盖范围和性能的关键方法。

我们看到,AI 在 Open RAN 的推广中也扮演着非常重要的角色。历史上,服务提供商向网络供应商购买基站,所有功能基本上都由同一供应商集成和包含。Open RAN 的概念是,基站内提供接口,以便服务提供商混合和匹配不同的供应商。我们认为,AI 可以在某些方面帮助降低复杂性。

环保问题是另一个我们认为有趣且重要的方面:实现碳排放目标、管理网络能源成本。如果你是一家服务提供商,你会希望减少能源使用,同时保持用户所需的网络体验。那么,你可以在多大程度上削减网络资源,并且仍然提供同样的网络体验?RAN 优化是机器学习工具可以提供帮助的地方。我们的预测之一是,到 2025 年,智能无线接入网络技术、自动化和 AI 驱动的节能技术的组合将使至少三家领先运营商将其碳中和目标提前数年实现。

5G 和物联网网络功能如何帮助各行业实现可持续发展目标?

可持续发展的一个角度是智能电网,因为许多人将太阳能和风能视为成本效益高且用途广泛的绿色发电方式。挑战在于,太阳能和风能发电并不总是可预测的:它们取决于云量、一年中的时间以及当时的天气系统。而且有时会出现发电过剩的情况,需要鼓励最终用户消耗一些电力。还有时候会希望用户降低能源消耗,因为能源价格太贵或者产生的绿色能源不足。

因此我们认为,增加太阳能和风能的使用需要智能电网技术来管理供需,我们预计智能电网技术将从 2028 年(或更早)开始在大多数发达经济体中广泛采用。甚至现在就能看到这种趋势的迹象。

5G 如何帮助电网同时变得更智能和更可持续?

以电动汽车充电为例,可以看到网络技术融入其中的一系列方式。许多电动汽车具有蜂窝网络功能,这样用户可由远程设置省电模式,并告知电动汽车何时何地安排充电。许多家用电动汽车充电器都有类似的遥控功能,通过 Wi-Fi 或其他方式实现。但家中的智能电表通常也支持蜂窝连接。电力公司可以监测用电量并向用户收费,在某些情况下是以非常精细的方式收费。

因此,在电动汽车连接、电动汽车充电器、智能电表这三个涉及最终用户电动汽车充电过程的不同地方,都可以看到网络技术正变得非常重要。

5G 的主导地位还能持续多久?

实际上,在 5G 时代,即使是 4G 也依然重要。在我刚提到的电动汽车场景中,大多数电动汽车都有 4G 蜂窝无线功能。你家里的智能电表甚至可能在使用 2G 无线技术。这些网络时代往往会重叠。所以即使 6G 出现,5G 仍将继续发挥重要作用。但 6G 的工作确实正在进行中;我们已经可以看到 6G 频谱的讨论正在推进。

6G 用例方面的工作也在进行中。其中之一是使用蜂窝网络感知特定位置的动态。这可能是检测道路上的交通流量,或者感知在人行道上行走的人。现在就可以看到这方面的例子:一些 Wi-Fi 接入点可以感知人们是否在家,这被用作一个简单的警报系统。

但围绕 6G 网络的部分想法是,它将具有更广泛的能力 — 能够感知大范围、跨城市发生的事情。当然,这意味着可以根据这些信息得出分析结果并据此采取行动。

在时间尺度上,如果一家公司现在希望部署些什么,6G 可能并不相关。如果产品路线图更长,延伸到 2029 年、2030 年或更远,那么 6G 应该包含在路线图中。如果你是网络供应商,那么你的研发实验室此刻正在迅速而紧张地进行 6G 方面的工作,而且你的 6G 思维要更为先进。

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要了解有关 5G 和物联网网络预测的更多信息,请阅读报告《2024 年及以后的物联网相关预测》,并收听《5G 和物联网智能网络的崛起》《CCS Insight 的 2024 年物联网和边缘 AI 重要预测》。有关 CCS Insight 的最新创新,请在 Twitter 上关注 @ccsinsight,在 LinkedIn 上关注。

 

本文由文案编辑 Erin Noble 编辑

人工智能及其他领域:预测物联网边缘人工智能的未来

又到了预测季节。在 insight.tech,我们每年都会突出介绍 CCS Insight 的顶级物联网预测,今年包括大量边缘和人工智能预测。我们与 CCS Insight 物联网研究主管 Martin Garner企业研究主任 Bola Rotibi一起对预测做了分门别类(视频 1)。我们再次为读者提供完整的研究论文:2024 年及以后的边缘计算和物联网预测。请务必阅览。

视频 1。CCS Insight 的 Martin Garner 和 Bola Rotibi 讨论了即将到来的物联网和边缘人工智能趋势和预测。(来源:insight.tech

很明显,人工智能有很多好处和机会;它有能力转变各行各业以及我们的生活。但也令公众颇感不安:在这个创新和扩张的“蛮荒之地”,他们的数据将如何使用,安全性如何,何人以何种措施保护这些数据?而将投资着眼于未来的企业,亦感紧张。然则有一点确定无疑:正确解读人工智能的状况,非一方之力。此举必是各方协作方能成事,而各方都在构建和使用这些解决方案。 

2024 年,边缘和人工智能对物联网预测的影响如何?

Martin Garner:显然,对于边缘和人工智能,2023 年可谓重要一年。ChatGPT 显然产生了巨大的影响,让世界真正见识到了人工智能的能耐,也见识到人工智能的不足。我们在去年 的预测中,大量谈及边缘,只有部分涉及人工智能。今年,我们大幅增加了人工智能的预测。不仅仅是生成式人工智能,如 ChatGPT ;也不仅仅是个人使用人工智能的用途。

举例而言,其中一个预测就是,到 2028 年,一家大型医疗保健提供商将为客户提供数字孪生服务,主动监测其健康状况。如今,个人的大量数据散落各处,例如在线病历、健身手环、智能手表、手机上的数据等等。但全都颇为杂乱,并未合并为一体。我们认为,医疗保健提供商将开始合并这些来源数据。他们将使用人工智能,基本上做工业领域已经在做的事情——预测性维护,但对象是人。当然,我们的目标是尽早干预,这往往意味着干预更小,通常也更便宜。这个例子说明了我们认为人工智能如何由此开始发展。

是否会因为这些进步而继续向云迁移?

Martin Garner:我认为云与边缘的争论将持续好几年。我认为许多国家都对经济感到担忧,我们也还没有完全摆脱疫情的影响。

因此,有一项预测是,由于人们担忧经济衰退,2024 年,工作负载将从云端转移到本地。此种做法的最佳候选者便是已经在使用混合云的公司。对于某些公司而言,硬件更新或许是一个良机,既可将部分工作负载调回企业内部,又能节省一些成本。这是短期的看法。

从长远来看,我们认为有几个领域会出现钟摆式波动,比如内包与外包,而边缘到云或是其中之一。但有个领域,我们还有一个预测,那就是到 2028 年底,云提供商的边缘计算服务将重新定价。

现在,这到底意味着什么?主要的云提供商都有边缘计算服务,但实际上,公共云才是该业务的重头戏。而边缘服务则是公共云的入口匝道,定价也是同理。但对边缘计算的预测显示,五年内的发展规模将超过公共云,甚至可能大得多。
如果出现这种情况,我们就会陷入大块头由小块头补贴的境地,而这毫无意义。

因此,我们确实预计,三到五年内,边缘云服务的价格将上扬,而且是大幅涨价。许多工业公司或许会考虑自建边缘计算,以使自己处于更有利的位置,有更多的选择。如果您愿意,可将边缘当作一种保障措施。

明年,预计人工智能解决方案会如何发展?

Bola Rotibi:2023 年是启动元年, 尤其是从 IT 解决方案提供商而言,新工具层出不穷,显然 ChatGPT 引发了人们巨大的兴趣。但我想说的是,人工智能的发展实有时日,比如在后台运行的机器学习及其他各种模型和算法等等。在手机上搜索图片,这些都是人工智能解决方案、人工智能模型。

我们看到的是生成式人工智能的强大功能,特别是当作一种生产力解决方案。生成式人工智能能够简化复杂的查询,并传回相关的简明信息。所以人人蜂拥而上。过去一年,我们看到,包括英特尔在内,各家供应商纷纷推出生成式人工智能功能,而且加强了各自的人工智能解决方案。我们看到 Microsoft 推出了人工智能助理 Copilot,AWS 推出了 Amazon Q。

因此,我们预测,尽管有人呼吁谨慎行事,但 2024 年人工智能的投资和发展将会加速。因为近几个月来,不少倡导者均表示,“少安勿躁。我们应暂缓行事。”人们还有点担心安全问题;担心是否制定了法规,法规是否足够有效。但与此同时,我认为人们确实渴望获得人工智能并加以发展,因为新的体验和参与程度让人们大开眼界。

未来一年,生成式人工智能的实际状况会是怎样?

Bola Rotibi:一方面,它会变得很棒,非常快;另一方面,也会出现一定的放缓迹象。另一个预测是,尽管存在泡沫,事实上我们也会看到很多新工具,所以我们确实认为 2024 年会有一定程度的放缓。部分原因是人们将了解实际的成本,以及今年开始暴露的一些风险和复杂性。

2023 年群情鼎沸之后,人们开始镇定下来,转变为冷静、微妙的态度,开始正确使用生成式人工智能,深入研究一些功能,例如生成代码。不同类型的工作场所解决方案中,皆能看到人工智能的身影,不仅帮助知识型工作者,还能帮助专家型专业人士。

随着投资的加速,您预计合乎道德的人工智能计划会增加吗?

Martin Garner: 简短的回答:是的,会有更多此类计划。人工智能有潜力在社会中发挥众多有益的作用,但如果使用不当,也会造成巨大的破坏。这有点像药品,有监管的药品,也有未受监管的药品。但主要区别在于,没有专业机构,没有希波克拉底誓词(医师誓词)。至少现在还不能把你从人工智能从业者的行列中除名。

目前,我们的情况恰恰相反,只要开发了新东西,人工智能领先公司就会立即将其开源,以最快的速度推向全世界。这显然对供应商和开发人员以及使用人工智能的客户公司提出了巨大的挑战,要求他们在使用人工智能时,采取合乎道德的立场。要正确行事,可谓多如牛毛。

我们预测,2024 年,于大型组织之内,人工智能监督委员会将司空见惯。该委员会由道德专家、人工智能专家、法律顾问、数据科学家、人力资源团队、不同业务单位的代表组成,负责审查全公司的人工智能使用情况。他们的工作是在技术团队(他们均为工程师,而非伦理学家)与组织及其目标之间架起一座桥梁。

对于很多公司来说,这就需要大量的管理费用,还需要大量的培训才能与时并进,始终全面掌控。这一切都是因为人工智能行业在自律方面做得很不够。

欧盟的人工智能法案对人工智能解决方案的开发意味着什么?

Bola Rotibi:欧盟率先颁行人工智能法案,就像 GDPR 一样。我们已经看到欧盟批准了《数字市场法案》。但并非只有欧盟这样做,美国、英国、中国和其他地区也在做。因此,我认为监管机构正在形成合力,2024 年底开始,将会看到一定程度的改善。但我认为,在人们努力适应和理解这一切的意味之时,会有一种磨合的过程,总会有些小问题。但我认为,这将成为人们团结一致的东西。

另一件正在发生的事情是行业层面的监管。最近,包括 IBM、Meta 和英特尔在内的 50 家组织发起了人工智能联盟。联盟的宗旨是集结业界之力,共同完成标准化工作;齐集工作组;为应对某些人工智能挑战和机遇,出谋划策;以及成为终端用户之间互动的枢纽。

对于构建人工智能解决方案的开发人员而言,需要考虑哪些因素?

Bola Rotibi: 不仅仅在于开发人员。安全是工作流程中人人应负的责任,同样,对人工智能采取合乎道德的方法也是如此。当然, 开发人员可以自问,“ 嗯,我能做,该做吗?”但同时,要想保持一致性,就必须提供指引和原则,在整个组织内分发和传播。这需要从基层做起,也需要自上而下。

因此,我认为未来将采取分层的方法。这也许能意味着,Martin 提到的监督委员会从道德角度,思考组织的现状,并开始制定政策。然后,这些政策将纳入工具之中,以充当护栏。但同时也要对开发人员提供指导和培训,让他们在开发过程中,采取负责任的人工智能方法。

众多组织都在思考影响力、可持续发展以及所有这些方面的问题,因此已经有大量的想法和倡议,让人们从多个层面思考,不仅仅思考负责任的人工智能,还要思考全面做正确的事情。

5G 如何适应这一点?何时开始关注 6G ?

Martin Garner: 5G 要做的事情之一就是扩大人工智能的使用,这要归功于 5G 所具备的大容量、时间敏感型网络定位服务。我们将看到,在多个领域,人工智能的运用都在增加, 例如自动驾驶汽车、我们现在拥有的 5G 以及即将推出的 5G 新技术(是实现这一目标的关键推动因素之一)。

但我认为另一个有趣的方面是人工智能对 5G 的影响。5G 网络很复杂,整个优化和管理是个大问题。我们对此有一个预测,即人工智能将使 5G 网络的可用性超越 5 个 9(99.999%)。这就需要分析流量模式,确保网络的设置能够完美处理特定类型的流量,发现问题,执行预测性维护,以及配置网络,以使出现问题时,能够优雅降级,甚至自我修复。

虽然 6G 还为时尚早,但工作当然还在继续。未来五年左右,我们将建设 6G 网络,我们认为 2030 年将是 6G 的重要一年。我们确实有一些 6G 的预测。其一是,到 2030 年,首个由 6G 技术驱动的大型双子城将宣告成立。我们认为,城市将是 6G 的绝佳展示场所,而大规模孪生将是最佳用例之一,因为城市的所有层面都会纳入模型中。仅看城市实时数据的庞大数量和速度,就需要 6G。我们认为 2030 年将是 6G 的重要一年。

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要详细了解边缘人工智能趋势预测,请收听《2024 年顶尖物联网和边缘人工智能预测:与 CCS Insight 共鉴》,以及阅读报告《2024 年及之后的边缘计算和物联网预测》。有关 CCS Insight 的最新创新,请在 Twitter 上关注 @ccsinsight,在 LinkedIn 上关注。

本文由文案编辑 Erin Noble 编辑