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老年人是疫情中的高危人群。美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心3月18日發(fā)布的報(bào)告顯示，在美國(guó)，約80%新冠肺炎死者年齡大于65歲。在疫情隔離期間，實(shí)時(shí)監(jiān)控老年人的健康狀況就顯得尤為重要。

4月1日，在斯坦福大學(xué)以人為本AI研究院（HAI）舉辦的“新冠肺炎和AI”直播活動(dòng)上，斯坦福大學(xué)教授，谷歌前副總裁，HAI聯(lián)合主任李飛飛博士提出了一個(gè)家用AI系統(tǒng)的概念，該系統(tǒng)可以在確保居民隱私的基礎(chǔ)上追蹤居民的健康狀況，監(jiān)測(cè)新冠肺炎癥狀。

線上活動(dòng)開始前，李飛飛在朋友圈發(fā)布消息稱，“科學(xué)無(wú)國(guó)界，病痛亦無(wú)國(guó)界。很多斯坦福大學(xué)的研究者們都在參與到新冠肺炎的研究中。僅僅與AI有關(guān)的就包括疾病的診斷，治療，防疫，公共衛(wèi)生，政府政策，法律法規(guī)，甚至人文影響，地域歧視，社會(huì)公正，新聞自由等等方面的研究。這也包括了我自己斯坦福實(shí)驗(yàn)室過(guò)去近十年的AI和醫(yī)療健康研究（尤其是手衛(wèi)生和居家疾病管理）。

該家用AI系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初的目的是造福老年人，尤其是獨(dú)居老人，讓他們更好地享受到家庭成員或是醫(yī)護(hù)工作者的照顧。在新冠疫情爆發(fā)期間，保護(hù)老年人最佳的方式是減少與其他人的接觸，甚至包括那些時(shí)刻關(guān)照他們是否出現(xiàn)肺炎癥狀的人。該系統(tǒng)旨在實(shí)時(shí)追蹤老年人健康狀況的同時(shí)降低外界接觸風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)方便護(hù)理人員能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)到老年人的基本身體狀況，因?yàn)楹芏嗬夏耆嗽揪痛嬖诟鞣N健康問(wèn)題。

李飛飛和團(tuán)隊(duì)在報(bào)告中表示，他們的跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)由臨床醫(yī)生和計(jì)算機(jī)科學(xué)家組成，在新冠疫情爆發(fā)之前就已經(jīng)著手這個(gè)項(xiàng)目了。“過(guò)去幾年，我們一直在研究AI技術(shù)如何幫助老年人更加獨(dú)立地生活，以及更好地應(yīng)對(duì)慢性疾病。但是最近，我們意識(shí)到同樣用于長(zhǎng)期護(hù)理的AI技術(shù)在應(yīng)對(duì)新冠這樣的急性流行病時(shí)對(duì)老年人也有所幫助。” 她說(shuō)。

目前項(xiàng)目仍處于研究階段。團(tuán)隊(duì)需要完成數(shù)據(jù)集的構(gòu)建和模型的訓(xùn)練，目前還不清楚這需要多長(zhǎng)時(shí)間才能完成。但該系統(tǒng)最初是為老年人護(hù)理而設(shè)計(jì)，在大規(guī)模隔離的時(shí)代將是健康監(jiān)測(cè)的理想選擇。

家用AI系統(tǒng)的隱私安全問(wèn)題

該系統(tǒng)將由安裝在家中的攝像頭和智能傳感器組成。報(bào)告概述了四種傳感器 -- 攝像頭、深度傳感器、熱傳感器和可穿戴傳感器(例如 FitBit)。李飛飛說(shuō)他們的研究目前只集中在前三個(gè)方面。她承認(rèn)，隱私保護(hù)在這樣的系統(tǒng)中至關(guān)重要，因此攝像頭的設(shè)置帶來(lái)了較大的挑戰(zhàn)。“攝像機(jī)傳感器會(huì)記錄大量個(gè)人活動(dòng)的詳細(xì)信息，因此最可能會(huì)觸及到人們個(gè)人隱私方面的需求，”她說(shuō)。

傳感器捕獲數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將數(shù)據(jù)發(fā)送至一個(gè)安全的中央服務(wù)器。李飛飛承認(rèn)這一過(guò)程存在固有的安全風(fēng)險(xiǎn)，比如網(wǎng)絡(luò)攻擊。在一封回復(fù) VentureBeat的郵件中，她強(qiáng)調(diào)研究人員在整個(gè)過(guò)程中都遵循隱私和安全準(zhǔn)則。“例如，我們的邊緣設(shè)備都配備了磁盤加密，數(shù)據(jù)將進(jìn)行隱私屬性刪除(如面部模糊處理) ，數(shù)據(jù)將在傳輸?shù)皆浦凹用?#xff0c;并且我們的服務(wù)器符合健康保險(xiǎn)攜帶和責(zé)任法案（HIPPA），”她說(shuō)。

一旦這些數(shù)據(jù)到達(dá)服務(wù)器，團(tuán)隊(duì)中的臨床醫(yī)生和人工智能專家將對(duì)其進(jìn)行分析和注釋，來(lái)開發(fā)一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型。

“然后我們訓(xùn)練AI模型來(lái)識(shí)別臨床相關(guān)的各種行為模式，包括呼吸、睡眠、飲食和其他行為，”李飛飛說(shuō)。他們關(guān)注的行為模式是圍繞日常生活活動(dòng)中那些可能會(huì)引發(fā)健康狀況惡化的行為。換句話說(shuō)，這個(gè)模型的重點(diǎn)是尋找特定的衡量指標(biāo)。這并非針對(duì)居民所有日常活動(dòng)的深入和廣泛的分析，李飛飛說(shuō)，訓(xùn)練AI模型的意義是為了實(shí)現(xiàn)實(shí)用性和隱私安全之間的平衡。

之后團(tuán)隊(duì)將訓(xùn)練好的模型部署到邊緣設(shè)備上，在那里監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以在本地運(yùn)行。這將創(chuàng)建一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，使得沒(méi)有數(shù)據(jù)能夠泄露出去。這本質(zhì)上確保了數(shù)據(jù)安全，卻阻礙了在這個(gè)模型上進(jìn)行任何進(jìn)一步的訓(xùn)練。

研究人員想到了一個(gè)辦法解決這一限制，李飛飛在發(fā)給 VentureBeat 的電子郵件中進(jìn)行了概述了。“我們?cè)O(shè)想，每個(gè)邊緣設(shè)備上的模型仍將不斷更新，以適應(yīng)新的環(huán)境，并通過(guò)聯(lián)邦學(xué)習(xí)，以無(wú)監(jiān)督的方式提高魯棒性。通過(guò)聯(lián)邦學(xué)習(xí)，我們將網(wǎng)絡(luò)攻擊的對(duì)象僅限于設(shè)備本身，而不是設(shè)備和云，以此來(lái)降低隱私和安全風(fēng)險(xiǎn)。”

聯(lián)邦學(xué)習(xí)（Federated Learning）是一種新興的人工智能基礎(chǔ)技術(shù)，在2016 年由谷歌最先提出，原本用于解決安卓手機(jī)終端用戶在本地更新模型的問(wèn)題，其設(shè)計(jì)目標(biāo)是在保障大數(shù)據(jù)交換時(shí)的信息安全、保護(hù)終端數(shù)據(jù)和個(gè)人數(shù)據(jù)隱私、保證合法合規(guī)的前提下，在多參與方或多計(jì)算結(jié)點(diǎn)之間開展高效率的機(jī)器學(xué)習(xí)。

最后一步，該系統(tǒng)還需要將智能傳感器的檢測(cè)結(jié)果，傳遞給醫(yī)護(hù)人員或老人的家庭成員。李飛飛表示團(tuán)隊(duì)還沒(méi)有找到具體的解決方案，但是正在考慮使用APP或者網(wǎng)絡(luò)界面，這兩者都可以通過(guò)雙重身份驗(yàn)證來(lái)確保數(shù)據(jù)安全。

她強(qiáng)調(diào): “這些傳感器并不是用來(lái)做診斷決策或者取代臨床醫(yī)生的，但是它們可以對(duì)住在家中的老年人進(jìn)行實(shí)時(shí)不斷的監(jiān)測(cè)，向臨床醫(yī)生和家庭成員及時(shí)發(fā)出健康預(yù)警”。

“當(dāng)然，在這項(xiàng)研究的每一步，以及這項(xiàng)技術(shù)的部署過(guò)程中，我們必須深入思考其中的每一項(xiàng)道德，隱私和安全問(wèn)題，”她補(bǔ)充說(shuō)。

當(dāng)前疫情爆發(fā)，不僅要關(guān)注老年人的安全和健康，還要密切關(guān)注其他患者和隔離人員的情況。可以對(duì)系統(tǒng)的某些組成部分進(jìn)行調(diào)整，以便在不侵犯公民權(quán)利和隱私的情況下進(jìn)行追蹤。但李飛飛暫時(shí)不愿涉足這些領(lǐng)域，她認(rèn)為，“我們的目標(biāo)是利用最尖端的計(jì)算機(jī)視覺(jué)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，以幫助解決一些最重要和最具挑戰(zhàn)性的衛(wèi)生保健問(wèn)題，并為人工智能衛(wèi)生保健研究提出一個(gè)道德、隱私和安全指南。”

李飛飛說(shuō)，目前研究已經(jīng)進(jìn)展到下一階段。他們已經(jīng)在加州舊金山的一家療養(yǎng)院完成了試點(diǎn)，和當(dāng)?shù)匾患颐麨镺n Lok的護(hù)理機(jī)構(gòu)合作，該機(jī)構(gòu)致力于為老年人提供高質(zhì)量的護(hù)理服務(wù)。

可穿戴設(shè)備實(shí)現(xiàn)非接觸式監(jiān)控

其他一些家用AI監(jiān)控系統(tǒng)也涉及到可穿戴設(shè)備，比如 Current Health、 iRhythm 和 LiveFreely。比如說(shuō)，iRhythm 公司研發(fā)的 Zio 心電貼片，可以連續(xù)佩戴14天，可提供連續(xù)心電監(jiān)測(cè)。Care.ai 系統(tǒng)使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)非接觸式監(jiān)控，理念和李飛飛團(tuán)隊(duì)相似，但是Care.ai 系統(tǒng)主要是為醫(yī)院服務(wù)的，而非家庭護(hù)理。

從另一個(gè)角度講，當(dāng)前社會(huì)隔離政策讓獨(dú)居老人也更加孤獨(dú)。除了技術(shù)監(jiān)測(cè)，對(duì)于老年人來(lái)說(shuō)，更重要的還是家人的關(guān)心和（線上）陪伴吧！

參考鏈接：
https://venturebeat.com/2020/04/06/stanford-researchers-propose-ai-in-home-system-that-can-monitor-for-coronavirus-symptoms/
https://hai.stanford.edu/events/covid-19-and-ai-virtual-conference/overview
https://www.zhihu.com/topic/20935178/intro

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【机器学习】AI系统实时监测独居老人症状的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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