AI正在成为人类保护神

2018-02-02 05:53易音信
大科技·百科新说 2018年1期
关键词:木薯枪支电表

易音信

今天,大多数科技新闻、科幻电影,都把人工智能(AI)塑造成“邪恶分子”,对人类挑起战争、抢人类饭碗、监控人的活动……但事实上,21世纪很多问题都要靠AI来解决。

AI和自动化技术结合起来,会帮助我们解决许多棘手又危险的问题,如疾病、暴力。人类创造了它,不是为了与自己作对,成为竞争对手争夺生存资源。实际上,它是人类自身能力的延伸,它会保护人类,使我们生活更加高枕无忧。

防治传染病

对于全世界几十亿人来说,蚊子从不招人待见。它在身边嗡嗡地飞,不仅意味着冷不丁咬一口,刺痒难受,还会传播某种疾病,严重者甚至致人死亡。比如埃及伊蚊特别令人头痛,它从非洲已经蔓延到全球几乎所有的热带和亚热带地区。这种蚊子携带包括登革热、黄热病、寨卡病和基孔肯雅热(导致严重的关节疼痛)等多种病毒。据估计,登革热感染已遍及128个国家,多达3.9亿人。

多米尼加共和国与马来西亚(登革热病高发地区)的科学家,综合电脑工程与医学技术,设计了一套AI程序,称之为Aime,它能预测病毒疫情最有可能发生的情况。Aime可以把本地医院每一例新登革热病发生的时间、地点因素结合起来,然后结合其他274个变量因素进行分析。这些因素包括风向、湿度、温度、人口密度、住房类型等,它们能决定蚊子会怎样传播。

试验证明,Aime预测效果很好。它可以提前三个月预测疫情发生,准确率在88%左右。它还可以帮助人们确定疫情的可能发生地,定位精确在400米范围内。这使政府卫生官员能提早干预,集中灭杀蚊子,为当地人提供保护。

除了登革热病高发的这两个国家,Aime也可以用来预测寨卡和基孔肯雅病的爆发。其他国家地区的大型科技公司受此启发,也展开了更加宏伟的研究。比如,微软开发的AI能用无人机定位蚊子热点,并收集一些昆虫;然后用机器学习的技术,分析蚊子及它所吃过动物的DNA,以此来找到病原体。这种技术也是一种算法,能从大量数据中找到规律,形成模式,并且每算一次,系统就会越完善。

应对枪支暴力

除了追蹤疾病,AI还能追踪枪支犯罪。现代社会,枪支暴力事件导致很多不安全因素,尤其是发达国家的枪支暴力发生率居高不下。2016年,美国共有15000人死于枪支暴力。为进一步缓解枪支威胁,许多城市冀希望于高科技手段。

自动化的ShotSpotter系统应用而生,它利用一组组传感器监听枪声,并能在枪响之后45秒内向警方发警报。它的基本原理,就是利用声音传播的速度。在每平方千米内布置约6~8个监听传感器,记录下枪声到达各个传感器的时间,然后利用时间差定位,迅速计算出枪声发生地,并能精确到25米范围内。

ShotSpotter系统还能通过学习,提升自己。它能确定枪声以及枪响的次数,并向警方提出建议:这是一个单独的开枪事件,还是多个行凶者之间的枪战,以及他们是否还使用了自动武器。

这系统目前在美国、南非和南美一些国家共90个城市里投入了运行。尤其是美国几所大学里部署了小规模的ShotSpotter系统,当然美国白宫也不例外。未来,它还有更大的用武之地。除了关于枪支暴力的警务预测,它还可以把天气、交通数据、财产犯罪数据结合起来,从而更有针对性地部署警力,提高巡逻效率。

拒饥荒于门外

AI不仅能应对邪恶,还能保护人类的农作物。目前全世界大约有8亿人依赖木薯根作为最主要的主食来源。但它实际上算是一种蔬菜,类似于山药,富含淀粉,可以像土豆那样吃,也可以磨成粉,再做面包、蛋糕等。它生命力顽强,耐旱耐瘠,能在其他作物不生长的地方生长。这种特性,使之成为世界上产量排名第六的“粮食作物”。

然而,作为一种灌木植物,木薯也容易遭到病虫害袭击,并且一旦感染病虫害,就会传染、破坏整片田地的种植成果。

为防范木薯病虫害,非洲乌干达研究人员开发出了Mcrops智能系统。它相当于“云AI系统”,存储了大量数据,包含4种主要的木薯病虫害特征。这些病虫害,有的很难识别,有的一经发现,也为时已晚,并且每一种病的应对方法也不一样。木薯一旦染上这些虫害,将被彻底毁坏。

有了Mcrops智能系统就好办了。当地农民可以用手机拍摄木薯的照片或视频,然后连接Mcrops系统,就能提早确定它是否感染了病虫害。这相当于给每位农民提供一个“口袋专家”,随时指导农民。如果发现自己的木薯染病,轻则喷洒药物,重则全部推倒,重新计划种植别的东西,以保证每年收成。

Mcrops系统诊断木薯疾病的准确率,目前已达到88%。这种方式使政府顾问、农业专家不必亲临现场,实地诊断,也为农民节约了大量成本和时间,避免病虫害进一步扩大蔓延。

除了农民,Mcrops系统对政府的宏观管理也大有裨益。农民用以诊断自己木薯疾病的图片、视频,可以被系统用来计算病虫害的传播路径,从而使政府及时掌握疫情动态,避免可能导致的饥荒。未来Mcrops系统的功能还会扩展,监测香蕉等其他作物的病虫害情况。

保健康抗癌症

癌症是现代医学难以攻克的顽疾,如今,全世界每年有1400多万人被诊断出患有某种癌症,并有880多万人因癌症死亡。晚期癌症几无治愈机会,但是若提早发现,就能大大改善病情,增加存活机会。而筛查就是早期发现癌症的关键途径,但通常情况下,筛查癌症要扫描身体,还要配合其他医学测试,往往费时费力。

针对这种窘境,谷歌旗下的人工智能公司DeepMind与英国公立医疗系统合作,设计AI系统,帮助诊断癌症。利用对病人头部、颈部的肿瘤扫描结果,通过高度集成运算,识别出肿瘤中的健康组织及其分布区域。

AI系统可以更高效、准确地分析扫描结果,识别信息。它可以自己学习,逐渐识别扫描人体内某些潜在的问题,防患于未然,还能向医生提供进一步的行动方案。并且,它可以对病患的情况进行筛选分类,向医生提供优先级别名单,使医生能第一时间到达最迫切需求医生的病患那里。经早期试验,AI的工作令人鼓舞。

除了谷歌,IBM开发的Watson系统也有类似功能,它识别肿瘤的准确率高达96%,还能评估病患的病历。目前,Watson系统正在全世界55家医院试用,帮助医生诊断各种癌症。

平衡能源供需

现在对人类构成的最大威胁,可能要数全球变暖、气候变迁导致的生存环境问题了。人们日益重视这些问题,全世界都在努力降低碳排放,减少化石能源消耗,增加清洁的可再生能源利用。那么,在这其中AI能发挥什么作用呢?

一个简单的表现,就是智能电表。智能电表是一种能自动记录电力使用情况的数字电表,如今越来越普及,并且能提供更多更详细的数据记录,比如消费者何时、以何种方式使用电力。欧盟计划在2020年底前,将5亿个智能电表安装在欧盟地区的家庭里;中国也已经确定了智能电网的发展规划,作为智能终端,智能电表也大量投入使用。

对这些智能电表的管理,以及如何充分利用它们所记录的大量数据,就需要AI系统。英国科学家和企业已经开始了这项工作的研发,试图以此减少化石燃料的污染,平衡电力供需矛盾。它以机器学习算法为基础,可以实时监控电力的需求和生产。从这方面来说,人类管理员很难做到,因为所需要的响应时间极短,要在几秒钟内做出反应。

当电力实时监控实现时,空闲时段里,AI系统就可以减少电力生产,甚至把电力储存起来,然后繁忙时段释放出去。另外,当家用电动汽车等新能源交通工具或其他电池单元越来越多时,AI可以直接在闲时把电力储存至它们(已连入网络)的电池里。在太阳能、风能等可再生能源供应中,还可以平衡晴天、阴天之间的供需矛盾。

未来假若智能家居与这个AI系统连接,还可以在更大范围内,减少电力需求。比如冰箱使用不频繁,而电网需求量又高时(如晚上),AI就可以远程关闭冰箱压缩机,降低用电需求。

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