在第三届中国“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛中,四川大学“Deep肺结节人工智能”项目团队荣获金奖。
&肺结节人工智能项目指导教师、四川大学华西临床医学院、华西医院院长李为民在接受专访时表示,“Deep”项目将大大提高肺结节的识别效率,准确度达95%以上。如果在基层医院推广,将大幅度减少诊断费用,可助推分级诊疗制度的实施。
借助“互联网+”及人工智能技术解决临床医疗问题,四川大学华西临床医学院与华西医院正在迈出第一步。众所周知,肺癌的发病率及死亡率居恶性肿瘤之首,而肺癌的早期影像学则表现为肺结节。肺结节的早期发现和准确判断是降低肺癌死亡率,提高患者生活质量最关键的环节。
“我国现有的肺结节患者高达1。3亿人。”创始人李为民告诉记者,目前国内肺结节的诊断依赖胸部CT扫描。影像科医师通过对CT图像的分析,得出诊断结果。目前人工阅片准确度约为50%~70%,且通常需要5~7天才能出报告。而Deep项目通过人工智能读片,自动检测、锁定、判断结节性质,15分钟内便可出报告,准确度高达95%。
李为民表示,Deep项目从2015年下半年开始启动,经过一年半的基础研究,目前已经得到了基本的研究数据。接下来团队将继续努力将基础研究转化为项目成果。
“人工智能与医疗相结合,在国内外的顶级医疗团队都有研究,但目前国际上都没有投放市场。”李为民说,目前团队技术已在国际上处于领先水平。
&缘何得到如此高的精确度?据了解,该项目由四川大学和耶鲁大学联合研发,整合了四川大学华西医院以及600多家联盟医院的海量优质CT数据,系统采用智能识别分析,实现影像的快速检测。这一研究成果不仅能提高医院的工作效率,填补影像医师缺口,也能提升区域医疗检验水平同质化,最终助推分级诊疗的实现。
对患者而言,利用该人工智能软件对肺结节高效精准诊断,将大大减少就医次数和附加成本。以传统诊疗为例,患者在发现肺结节后,进一步确定结节性质时,常需要进行增强CT或PETCT。一次PETCT的费用在6000元左右。而通过Deep,患者只需接受普通CT扫描,再经过人工智能分析,就能得出诊疗结果,费用仅在几百元。李为民告诉记者,智能化医疗模式的推广将全面提高基层医院的诊断治疗效率,切实推动医疗改革。
李为民介绍,“Deep肺结节人工智能”项目团队取得如此殊荣,原因之一是项目的先进性和实用性,可落地并转换成为现实。同时,多学科交叉的教师团队指导以及多学科学生团队成员的参与,也是团队斩获金奖的重要原因。
在推进学院“双创”建设方面,四川大学华西临床医学院还专门设立“双创”基金,每年投入1000万元用于学生的研究支持,并投入1亿元建立前沿医学智能“双创”中心,组建多学科交叉的导师团队指导大学生参加“双创”活动。同时,建立大学生“双创”激励机制,在研究生免推以及毕业生留校方面给予优惠政策。
12。习悦——智瞰万物
珠海习悦信息技术有限公司凭借项目“基于深度学习的计算机视觉云服务”脱颖而出,在第三届中国“互联网+”大学生创新创业大赛中一举夺金。其中,手势识别、行为识别、人脸识别等计算机视觉领域技术的关键性技术指标获得专家评委的高度评价,由国家“千人计划”学者等组成的技术研发团队的实力获得充分肯定。同时已经落地的大量应用案例以及众多的知名合作企业,也让评委看到巨大的市场潜力。
经过多年的摸索锤炼,习悦形成了成熟的计算机视觉产品体系:计算机视觉公有云服务、私有云服务与本地终端服务。
公有云服务——习悦开发者平台,面向个人开发者和企业级云服务商,上线不久便获得数百万次调用量。
私有云服务——针对交通、教育、安防等细分领域定制研发。“DeepTraffi”智慧交通解决方案已广泛应用于中国客流量最大的火车站、中国第一大陆路口岸、中国三大航空机场等;芝麻前台智能安防方案厘定自主接待、访客互动、迎宾引导等多种功能,改写安防新形态;教育领域私有云方案集智慧分析、联动预警、自动取证为一体,定义了校园安全新高度。
终端应用——面向智能家居、消费级电子等前瞻性应用。珠海习悦信息技术有限公司推出了基于单目摄像头,低功耗实时手势识别交互SDK,引领新型人机交互的变革热潮。
创始人习悦坚持以深度学习为核心技术引擎,应用领域涵盖智能家居、智慧交通、门禁安防、机器人、物联网等多个领域。针对智慧交通应用需要,采用机器视觉、云计算、视频图像大数据处理等智能化工具和技术,实时分析海量的交通视频数据,实现信息化、智慧化交通执法。很多时候,一个小小的举动就能改变世界。在习悦的眼里,成功无小事,每个细节,都追求极致。四年来,习悦潜心钻研,不懈探索,从最初的圆桌团队发展到现在的精英集群,从AI初创企业到跻身人工智能行业第一梯队,习悦一直在成长,但习悦的愿景从未改变。
13。树米科技——开启后SIM卡时代智能生活
来自华中科技大学大学的团队“树米科技”,自主开发了2G4G物联网通讯模组,并提供一系列虚拟SIM解决方案。树米科技负责人为华中科技大学社会学院在读博士刘恩培,在校期间创办北京树米网络科技有限公司。
树米自我定义为“一家专注为智能硬件提供‘72变’的公司”。简而言之:只需一键,即可切换各国身份,无须换卡;只需一键,即可将智能硬件变身为可通讯的节点,无须插卡。
成本、技术、安全是影响物联网应用的重要因素。然而,在物联网设备传统应用场景中,传统的连接手段,包括蓝牙、Wi-Fi、ZigBee,存在安全性差、成本高等缺陷,无法同时满足大规模、多领域、个性化的应用场景的要求。其中非直连问题造成的安全隐患已经造成了黑客绑架勒索大量赎金等严重的社会后果。上述传统的连接手段无法承接新时期大规模高效安全连接的需求。在智能硬件的联通领域,持续、稳定、安全的互联互通成了发展的关键问题。
所谓虚拟SIM,即现在最流行的ESIM技术。说起SIM卡,相信大家一点也不会陌生。日常我们使用手机,SIM卡是手机的“标配”,没有了它就不能接入网络运营商进行通信服务。其实这张手机卡已经变过好多代了:StandardSIM(原卡)、MiniSIM(标准卡)、Mi(小卡)、NanoSIM(超小卡)四个阶段。
ESIM卡,实际上是将传统SIM卡直接嵌入设备芯片,而不是作为独立的可移除零部件加入设备中。相较于实体SIM卡可以减少高达90%的空间。这一做法将允许用户更加灵活地选择运营商套餐,或者在无须解锁设备、购买新设备的前提下随时更换运营商。从SIM到ESIM,改变的不只是技术,更是整个产业链条。
树米已于2016年12月加入小米生态链,是小米生态链中唯一指定通讯模组提供商,小米手机虚拟SIM卡唯一合作伙伴,是国内三大运营商物联网战略合作伙伴,对接四大海外运营商(AT&T、美洲电信、德国电信、西班牙电信),已为上百家智能终端企业提供了服务。
树米科技致力于为智能硬件的互联互通提供服务。公司未来规划首先是在国内完成小米生态链物联网设备全部通讯接入需求,进而覆盖更多智能硬件生产品牌。同时,在国外依托四大海外运营商,强势布局物联网,打开海外市场。
14。精诊科技——基于深度学习的肝脏术前规划系统
精诊科技团队由来自清华大学、北京大学等具有医学背景与人工智能背景的学生跨界组成。团队聚焦肝脏切除术领域,针对必要的术前规划环节中存在的三维建模效率低、医学影像不直观等问题,自主设计深度学习系统,经过上千套肝脏CT数据训练,实现了全自动高精度肝脏三维切割重建,处理用时相较手动还原缩短90%以上,病灶识别准确度达到临床标准。此外,系统的实时量化参数、基于虚拟现实的沉浸式体验等特点更可让医生进行精准高效的术前规划。精诊科技现在已和首都医科大学附属北京友谊医院签订合作意向开展临床应用,并将继续推进拓展合作伙伴,为更多的患者和医生提供帮助。
相关资料显示,我国肝病患者超过2亿,并且逐年增加,肝脏手术也随之增加,肝脏切除手术的年需求量约为137万台。“国家卫生和计划生育委员会(现为“中华人民共和国国家卫生健康委员会”)曾发布过一组数据,我国肝胆外科专业医生大概有8000人,分布在不同医院,水平不一,而且基本每位肝胆外科医生平均每年要主刀大约181台肝切除手术。”说起当初为什么要针对肝脏手术做术前规划系统,团队负责人王博谈道:“肝脏是我们人体重要的供血器官,内部动脉血管错综复杂,肝内肿瘤多包络在这些重要血管内,所以临床医学要求,在肝脏手术之前必须进行术前规划,以使手术路径避开这些重要血管。课题组成员在医院调研的时候亲眼看到,有个车祸肝破裂的患者晚开刀十几分钟人就没了,有个肝硬化的患者切肝准一点兴许就能救回来。所以我们就觉得要通过改善术前规划系统来提升手术效率,这样不仅可以减轻医生的工作负荷,也能让更多患者得到及时、有效的治疗。”
这套术前规划系统的全自动三维还原肝脏功能与AlphaGo一样,都是采用深度学习算法实现的,通过大量的数据进行训练,最终超过手动还原水平。“又准又快易操作”,是这套系统相比其他术前辅助规划系统的突出优势。医生可以在虚拟现实环境中对肝脏、病灶及内部复杂的解剖结构做出个体化、全量化的分析,3~4分钟即可完成自动分割肝脏CT图像并重建。整个过程并不需要多么复杂的大型器械,只需要医生戴上一副VR眼镜,便可快速使用该系统功能。
团队前期与首都医科大学附属北京友谊医院建立了深度合作关系,对2400套人体肝脏CT数据进行深度学习,在自动分割与三维量化的虚拟现实系统及其相关外围设备的基础上,融合机器学习、肝脏CT自动分割、三维量化、虚拟现实渲染、视频流传输等技术,设计出一套高精准、图像全自动分割、沉浸式交互、实时量化动态参数的肝脏术前规划系统。此系统已在首都医科大学附属北京友谊医院试用。此外,他们还有更高更长远的目标。团队成员、清华大学经济管理学院金融硕士徐正清说道:“医疗行业比较特殊,门槛也比较高,综合考虑我们系统的研发成本、适应性和各级医院的综合实力,公司首先将产品销售定位在国内二、三甲医院的肝胆外科。随着我们与合作的医院不断深入,我们也会逐步渗透并尝试开拓医疗培训教学的市场。”
15。终极发动机
首次,在世界范围内实现柴油机与汽油机的统一;申请发明专利135项(含国际发明专利6项),获得授权62项;近11年(截至2017年)在中国申请的内燃机燃烧发明专利统计排名国内第一,世界第九……这些夺人眼球的数字均属于一家将于2017年底筹资成立的高新技术公司——大工发动机科技有限公司,该团队代表大连理工大学斩获第三届中国“互联网+”大学生创新创业大赛金奖。
面对日益严峻的能源环境问题及越来越严格的排放法规,传统发动机技术在现有燃烧模式下,可优化的空间有限。终极发动机项目团队负责人、大连理工大学博士研究生田华对此有着清醒的认识。他认为,在未来一个相当长的时期内,内燃机作为汽车和船舶领域主流动力机械的地位不可动摇,市场前景非常广阔。面对日益严峻的能源环境问题以及越来越严格的排放法规,传统发动机在固有模式下难以产生较大的突破。因此,终极发动机应运而生。
“致力内燃机事业的发展,争取自主产品早日占据国际领先地位,秉承工匠精神,让中国内燃机之火燎原五洲。”这是田华和他的伙伴们一直保有的信念。终极发动机是一种高效清洁的预混合压燃发动机,通过JCCI(射流控制预混合压缩着火)燃烧方式,实现柴油机与汽油机的统一。同时,基于全工况范围内优化内燃机性能的思想,采用多模式控制策略,使发动机不同循环方式灵活切换,实现二冲程与四冲程模式的统一。
着火相位的控制一直是预混合压燃发动机研发的技术难点,经过多年的技术积累与创新,终极发动机团队研发了一系列新型高性能、低排放的发动机技术,包括JCCI技术、多模式运行技术和高扰动喷射技术。
JCCI技术是项目的核心技术之一,它将柴油机与汽油机优点合二为一。团队核心成员、大连理工大学博士研究生礼博对此如数家珍:与传统柴油机相比热效率提高9%,NOx降低90%,PM排放降低90%,CO2排放降低15%;与传统汽油机相比,热效率提高19%,NOx降低80%,CO2排放降低30%。目前,该系统已获得授权发明专利8项。团队已开发出了国际上第一台柴汽油机原理样机和预混合压燃工程样机。
项目还拥有多模式运行控制策略和高扰动喷射系统等核心技术。据田华介绍,以某2。1LV6的多模式发动机为例,变冲程技术实现动力性提高90%,CO2排放减少30%。且随着法规明确要求重载卡车、大型客车必须加装辅助制动技术,多模式运行及全可变气门驱动系统的开发势在必行。