大数据时代人工智能在物联网中的应用

张朦朦 董梦男

摘要：在现今这个高速发展，科学技术发达，信息广泛流通的社会，商业模式目前有三大趋势：物联网（loT），大数据和人工智能（AI）。大数据采用所有数据进行分析处理，它的应用越来越彰显它的优势，在电子商务，企业发展，交通运输等行业领域帮助企业，发展优势，促进技术发展，发展新业务，创新企业运营模式，创造高技术高发展超前景超领域的“大数据”时代。人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。而物联网技术就是正和运用，在采集超量数据的基础上，发挥技术应用，创造人工智能。 物联网实现了人与物、物与物的信息交流，而人工智能技术极大拓宽了物联网的应用范围、应用深度和智能化程度。人工智能加物联网可以应用到智能农业、智能工业等行业，体现了人工智能技术特点及起到的重要作用，可能导致生产方式变革或业务流程优化，拥有广阔的发展前景。从三个方面讲述“大时代”的技术应用关系。

关键词：物联网;人工智能;大数据;智慧医疗

1 引言

物联网是借助于电子信息技术，将物体嵌入微型感应芯片，通过射频识别、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备将物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，实现智能化识别、定位、监控和管理，使人与物体、物体与物体之间实现信息交流。在现实生活中常见的物联网应用如远程防盗、不停车收费、智能图书馆、远程电力抄表等。传统物联网应用面临的一些问题是：系统局限在某个行业、某个客户内部，相对封闭，没有形成真正的万物互联;智能化程度较低，应用范围受限。本文准备从大数据，人工智能，与物联网技术三个层面下来研究和构造现“大时代”科技高速发展的技术体系，为读者提供一种研究思路，更好理解三种技术。

2  基于物联网技术人工智能的大数据时代影响和意义

“大数据”在互联网行业指的就是这样的一种现象：互联网公司在日常运营中生成，累积的用户网络行为数据。这些数据的规模是如此的庞大，达到用G和T来衡量。大数据带给我们的三个颠覆性观念转变：是全部数据，而不是随机采样;是大体方向，而不是精确制导;是相关关系，而不是因果关系。一：不是随机样本，而是全体数据：在大数据时代，我们可以分析更多的数据，有时候甚至可以处理和某个特别现象相关的所有数据，而不再依赖于随机采样（随机采样，以前我们通常把这看成是理所应当的限制，但高性能的数字技术让我们意识到，这其实是一种人为限制）;二：不是精确性，而是混杂性：研究数据如此之多，以至于我们不再热衷于追求精确度;之前需要分析的数据很少，所以我们必须尽可能精确地量化我们的记录，随着规模的扩大，对精确度的痴迷将减弱;拥有了大数据，我们不再需要对一个现象刨根问底，只要掌握了大体的发展方向即可，适当忽略微观层面上的精确度，会让我们在宏观层面拥有更好的洞察力，三：不是因果关系，而是相关关系：我们不再热衷于找因果关系，寻找因果关系是人类长久以来的习惯，在大数据时代，我们无须再紧盯事物之间的因果关系，而应该寻找事物之间的相关关系;相关关系也许不能准确地告诉我们某件事情为何会发生，但是它会提醒我们这件事情正在发生。，物联网改变人们生活的深层次原因不仅是“互联”，最关键的是智能。具备高级智能的物联网应用会变得更智慧更人性化，并极大拓宽应用领域。近年来人工智能技术快速发展，激发物联网应用从传感器到数据处理平台发生了深刻变化，极大拓宽了物联网的应用范围和规模程度。

3 人工智在物联网中的应用分析——以智慧医疗为例

（一）对我国医疗信息化现状分析

我国医疗信息化起步于上世纪 70 年代末，我国医疗信息化发展态势良好，但建设进展缓慢，大多以业务流程信息化思想为指导，医疗数据共享程度低，存在“信息孤岛”，无法提高医疗服务质量和工作效率。目前，医疗改革进入攻坚期，医保控费的压力急需释放，提高医疗服务效率和质量迫在眉睫。正逢大数据、物联网、移动互联等新兴技术突飞猛进，智慧医疗便以高调的姿态频繁出现在行业政策中。在中国新医疗体制改革的大背景下，公立私立各家医院大力发展医保体制改革。由于国内公共医疗管理系统中“效率较低的医疗体系、质量欠佳的医疗服务、看病难且贵的就医现状”为代表的医疗问题为社会关注的主要焦点。长期以来，基于物联网技术的分级诊疗制度不完善，大型医院超负荷运营，基层医疗资源被长期闲置，导致优质医疗服务资源下沉难以执行，不能满足多层次的健康需求。例如，大型医院门诊病人中，有 85% 以上患者为常见病或多发病，导致资深医生超负荷工作，无法将主要精力和时间解决疑难杂症和危急症患者上;偏远地区的疾病人群，得不到优质医疗服务，其结果是小病拖成大病;工作繁忙的亚健康人群止步于长时间的就诊等待，导致慢性疾病得不到早期预防和及时健康管理。2015年，国家公布了第一批智慧医疗的建设理念和方案，推动了智慧医院在我国医疗行业的应用和发展。如：武汉大学人民医院在2016年，首先开启了“云上医疗”，积极打造智慧医疗系统。

（二）对智慧医疗系统分析

基于物联网的智慧医疗系统，主要目的是让医院有限的医疗和人力资源得到最大发挥，让亚健康人群及时获得预防性诊疗，也让患者享受到方便，快速，均等的医疗服务。因此该系统需要满足以下几个方面。

（1）系统规范化，标准化。规范化和标准化是智慧医疗系统构建的基础，也是智慧医疗系统与其他系统兼容和扩展的保证。因此系统设计时，各类感知设备应有统一的数据采集规范，各种網络应有统一的数据通信标准。

（2）系统容易操作。目标用户为各个年龄患者和亚健康人群，系统只有简单便捷，交互人性化，才能满足用户的实际需求。

（3）系统可扩展性和灵活性。系统在设计中应为新应用开发预留相应的外部接口，同时不影响原有应用的使用效果，这样方便用户的自由灵活使用。

（4）系统安全性。医疗数据涉及患者的个人健康敏感信息，系统需要多层次，多措施增强应用服务的安全性，比如在数据传输时可采用权限控制管理，通信数据加密和无线局域网防护等手段。

（三）对智慧医疗的应用分析

1.从家庭健康系统分析。采用多种植入式，可穿戴式和接近式等无线医疗传感器采集人体的各种生理参数，比如心电图，血压等等，自动将生命体征参数上传至终端设备;同时在智能手机上安装一个APP，就可以代替PC机成为监护系统的控制终端。系统利用终端设备的蓝牙，WIFI等实现医疗数据的共享。家庭健康监护系统将可穿戴式技术与远程医疗相结合。

2.从医学装备管理系统分析。医学装备管理系统利用物联网技术主要是对医学装备产生的数据信息进行管理，包括无源医学装备和有源医院装备管理两个部分。对于无源装备通过RFID传感器实时采集该装备的使用信息和工作状态，通过安装在电源插头处的无线功率传感器监测该装备。数据中心根据上传的数据，利用室内定位与机器学习技术，实时分析医学装备的使用信息。管理者可以使用软件系统实时查询装备的使用信息，以便信息统计分析;同时可以对在用医学装备进行追踪管理。医学装备管理系统能为管理者提供合理的方案，提升医疗服务质量，具有举足轻重的重要作用。

3.从智慧医疗服务系统分析。智慧医院服务系统可打破地域，时间，专家资源不均等限制，整合时间碎片，为患者提供更为开放，合理的医疗服务，并开启全新，便捷的就医体验;同时还可以最大限度地发挥大型医院专家对基层医院的帮扶作用。社会现状经过长期发展，我国已经建立了覆盖城乡的医疗卫生服务体系，近年医疗卫生服务水平已有明显提升。但随着我国城镇化水平的不断提高、人口老龄化问题的日益严重、慢性病高发的管理不善等现状的出现，现代医疗卫生服务面临着社会环境带来了的巨大挑战，急需寻求创新模式，以解决医疗资源总量不足、分配不均衡、结构布局不合理等问题。分级诊疗、医联体及智慧化手段可提高接诊效率和服务水平。建立医养结合医院是解决老龄化的重要途径。技术进步随着信息科技的迅猛发展，物联网技术、互联网技术、大数据及人工智能在医院智慧化建设方面应用愈加频繁，从而提升医疗服务的水平和实效，以求最大化地实现医院的效能。

4智慧医疗在物联网应用中出现的建设问题

集团化管理和区域医疗建设问题：如何推进医疗结构内部各部门之间，以及外部各个不同的医疗机构之间的信息分享，从而打造出以病患需求为核心的医疗数据管理系统，是摆在医疗机构管理者面前的一大难题。尤其是各大医疗机构对自身已经建立的医疗健康电子档案信息的管理不规范，信息缺失甚至错误等问题十分严重，对医疗数据价值的发掘及医疗机构的管理工作带来极大的阻碍。

（一）高新技术有待突破

智慧医疗由物联网，大数据，云计算等众多高新技术作为运作核心，因此任何相关技术方面的突破都将对智慧医疗的发展起到举足轻重的作用，包括RFID等智能感知技术，3G/4G等信息互通技术，云计算等信息处理技术。具体问题，例如如何能够长期精准地采集数据;网络传输如何实现安全稳定;如何实现身份认证，责任可溯。

（二）标准不统一，存在信息孤岛问题

在急救医疗调度体系方面，智慧医疗的应用前景十分光明，表面上看解决方案并不复杂，但它对急救调度流程进行了再造，使得参与各方能够实现高效协同。医学存在多个开发商，而不同的开发商在系统的接口及运行机制及标准方面存在明显差异。目前，各医院的电子病历本和医疗信息管理体系由不同企业为医院开发，带有很强的个性化色彩，因而造成了医院与医院的信息标准差异，因为没有患者信息的统一标准架构和统一的医院数据库，各医院之间的信息不能共享，医院仍然像是一个孤岛，不能实现数据信息互联互通。

（三）盈利与医疗规则不完善问题

从智慧医疗在急救体系中的应用角度考虑。按照传统的企业经营思路，智慧医疗急救体系服务方案开发商通过直接为医疗机构提供产品及服务实现盈利。在医疗这种相对特殊的产业中，这种盈利模式存在一定问题，因为急救指挥系统很难向医疗机构收取费用，就算医院没有加入急救体系，也不能为了追求利润而将出现突发疾病的病患送到定点医院，毕竟如果延误了病人的宝贵的救治时间，整个企业将承受舆论压力，甚至导致企业陷入严重的品牌危机。 智慧医疗相关应用规范尚在探索，还不完善。传统医疗服务业态的规则是经历一个长期过程才一步步建立和完善起来，保障应用的安全和规范是医疗健康服务优先重要的标准，如各类应用所使用的技术手段还没有专业机构的认证，一些信息的智慧医疗服务模式还没有质量管理规范。

5解决智能问题的有效措施

（一） 统一标准：想建立一套完善的急救医疗调度体系，必须解决各大医疗机构之间的标准不统一的问题，这必然需要医疗机构的医疗系统及软硬件设备进行大规模更新换代，从而给医疗机构带来极高的成本压力。重点建立智慧医疗应用业务规范，产品规范和管理规范。业务规范要明确什么是禁止性的，什么是应准性的，什么是考核监督性的，由粗到细，由传统医疗业务规范重申逐渐到适应新形态的创新，顶层设计，逐步设计。产品规范要明确产品的技术标准，审核标准，应准标准，要确保智慧医疗服务技术和产品从信息安全，技术安全，技术适应性和互联互通等方面，保证做到细致入微，保障智慧医疗服务产品质量和安全。管理规范要明确不同角色，不同职责，服务大概流程，管理具体节点，质量安全控制统一标准，保障智慧医疗应用有据可循，有法可依，实现互联网技术的可持续发展。

（二）可行盈利方案：通过为患有心脑血管等，突发疾病的患者提供增值服务，例如：将这些患者的个人电子病历存储在急救中心，定期对病人进行检查，当病人突发疾病时，及时将病人送至附近的医疗机构，并将其电子病历提供给医生，从而提升急救效率及急救质量。不过，采用这种盈利模式会极大限制智慧医疗急救体系发挥其真正作用，而且给企业带来较高的软硬件设备采购及维护成本，对企业资金流的稳定极为不利。

6结束语

综上所述，在我国高速发展，高技术超前景的时代下，基于物联网的人工智能智慧医疗系统能为用户提供医疗健康互动服务保障，是推动健康中国建设，实现病有所医的重要途径。物联网企业结合人工智能和机器学习技术是一次巨大的飞跃。尽管将人工智能应用于物联网中，其中安全性问题仍存在较大争议，但这些具有颠覆性意义的技术组合已经初试成功。通过提前设想应对措施，企业可以更容易的实现设定目标。大数据引领人工智能发展进入重要战略窗口，物联网技术促进人工智能登上重要概况模型。

參考文献：

[1]何华灿.人工智能基础理论研究的重大进展——评钟义信的专著《高等人工智能原理》[J].智能系统学报，2015，（01）.

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