盘古

面对现代医学的复杂性和智能技术的强力冲击，第一要务则是“变革思维”。若借用开创国家大规模资助科学研究的先驱Vannevar Bush科学散文中的精神，即是“我们不再应对！我们自由畅想！”本文作者系盘古智库学术委员会副主任委员、中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任王飞跃。文章来源于《协和医学杂志》2023年第4期。本文大约6000字，读完约15分钟。 基于人工智能大模型和生成交互式智能技术（如ChatGPT等）的成功和迅速传播，又一次在全球范围激发了大众对于生成式人工智能和通用人工智能技术无限的想象[1]。 正如黑格尔所言，“历史总是惊人地重演”，人们似乎已忘却7年前对于人工智能程序AlphaGo大胜人类围棋高手后的惊呼和期盼[2]，对于ChatGPT的反应，依然遵循“我们从历史中学到的教训，就是没有从历史中学到教训。” 当前人工智能技术的进展，对于医学医疗的影响到底如何？ 6年前，因为对人工智能核心技术深度学习的贡献而获图灵奖的Hinton教授曾经预言[3]：“应停止培养放射科医生，在5年之内，深度学习将会比放射科医生做得更好”。而事实是：尽管深度学习相关研究已在近期取得了巨大进展，但“停止培养放射科医生”非但未能成为选项，还迫使我们必须加快加强培养更多更好的新型放射科医生。 然而，我们不能掉以轻心，ChatGPT技术表明，当基础模型(foundation models)广泛应用时，将迫使各行各业发生巨大变革，特别是医学健康事业，我们必须准备好应对快速“相变”式的冲击。 如何应对？对此已有较多专业性的讨论[4-13]。 然而，笔者认为，面对现代医学的复杂性和智能技术的强力冲击，第一要务则是“变革思维”。若借用开创国家大规模资助科学研究的先驱Vannevar Bush科学散文[14]中的精神，即是“我们不再应对！我们自由畅想！” 为此，本文基于著名科学哲学家波普尔关于现实组成的三个世界之本体论观点，讨论诸如ChatGPT之类技术对平行医生和平行医院的强力推动作用，探索智慧医学的“三个三”理念，即 （1）三类医生：数字人医生、机器人医生、生物人医生； （2）三种模式：“上午(AM)”自主模式(autonomous modes)、“下午(PM)”平行模式(parallel modes)、“晚间(EM)”专家模式(expert modes)或应急模式(emergency modes)； （3）三大技术：医学基础模型、医疗场景工程、医用操作系统，以期从根本上减轻医护人员的负担，特别是心理负担，深度发掘医患之间的人本共情，在强化传统医学医疗社会伦理和设施的同时，推动“患者拥有个性化和私人专属的数字医院”成为一项可行的普适技术。 一、平行化医学：三个世界，三类医生 正如文献[15-17]所述，“借鉴波普尔的关于现实的三个世界之科学哲学观点，我们可细化人类对现实的认知。”在此基础上，应重新认识医用机器和医疗软件在医学中的作用，进而重塑医学科学过程，使之与时代的智能科技相适应。 当务之急，应确立“三个世界，三类医生”的医学新框架，明确独立的数字人医生概念，协调其与机器人医生(如更先进的达芬奇式手术机器人)和生物人医生之间的关系，使ChatGPT开启的人工智能大模型技术以“小问题，大模型”方式在医学领域快速实施落地，从基于第一物理世界的医学之“专业分工”，基于第二心理世界的医学之“人机分工”，尽快迭代为基于第三人工世界的医学之“虚实分工”，如图1所示。 图1 平行医学新框架：三个世界，三类医生 换言之，由于ChatGPT的成立，“小问题、大模型”的新医学范式成为可能。为了避免由于大模型的算力和软件的复杂性使人类医生无法主导甚至更加“劳累”，我们必须要求未来的医学软件系统以“数字人”的形式重新设计并组织流程，特别是人机交互流程。 唯有如此，才可能迫使计算机、机器人及其软件以“生物人为本”，增加机器和软件的复杂性，减少人类的认知载荷与体力要求：人类医生只要以其日常熟知的与“人”相处的方式就可以与日益智能的医学系统交互，并有效地实现自己的目标，而不需要知道越来越多的功能选择，越来越复杂的操作要求。即智能医学系统必须对人类的要求越来越简单，对系统的要求越来越复杂。 按目前的技术发展趋势，将来每一个医学“小问题、大模型”就是一类数字人医生。如图2所示，其数量应占医生数量的绝大多数，比如80%以上，而机器人医生和生物人医生应为少数，比如分别在15%和5%以下。因为未来社会一定是一个以服务器为技术基础设施的算力世界，无论用还是不用，这些服务器都在耗能。 图2 平行医生 = (数字人 机器人 生物人)医生 因此，必须使之成为大量数字人“居住并工作的世界”，加以充分利用，只有这样才能保障我们社会的可持续发展。而机器人与生物人在本质上耗能，加上考虑人性的要求，因此它们不应该成为中低层生产和服务的主体。 这一新的认知将对未来的医学教育和医疗管理带来巨大冲击：我们将不可避免地像培养人类医生一样“培养”数字人医生，像管理人类医生一样“管理”数字人医生。换言之，我们必须变革目前的医学教育体系，使之数字化，使医用“AlphaGo”和“ChatGPT”之类的人工智能系统成为这些体系的标准组成，使人类的学习和数字人的学习交互进行、相辅相成，真正实现人在回路的强化学习模式。 而且，就像人类医学生必须考试成功才能从业一样，数字人医生也必须通过各种各样的医学场景工程的考核才可以被认证后使用，并可以再学习再使用，如同人类的继续教育或终身教育一样。虽然对于医院中数字人医生的使用管理，也有与医学教育同样的情景与问题[18]。 由此，医学本身必须成为虚实互动的平行医学[19-22]，ChatGPT已揭示了这是不可阻挡的技术发展趋势。如目前国际已兴起的“工业5.0”理念所表明的，医学也将从基于“工业4.0”的深度医疗理念[23]进入集人机物一体的“Cyber-Physical-Social Systems (CPSS)”医学5.0(Medicine 5.0)时代[24-26]。 二、人本化医疗：三种模式，以人为本 数字人医生的引入，可使医患之间的深度共情问题成为一个更加科学化的研究问题，未来的医学将进入一种新的范式。如有关数字人的个性设计和心理分析研究所表明的[27-28]，数字人、机器人和生物人医生之间将形成一种平行互动的医疗流程，以提高医疗机构的整体水平和效率。 最重要的，数字人医生的引入，使平行医生的构建与应用成为可能。平行医生利用数字人、机器人和生物人医生之间的平行互动是未来医疗健康的一大趋势。机器人和数字人医生可以通过远程诊疗和医学图像识别等技术为患者提供更好的服务，而AI基础模型平台则可以帮助医生更好地处理和分析患者数据和信息，提高医疗保健机构的效率和准确性[29-31]。 如图3所示，利用数字人、机器人和生物人医生之间的平行互动和流程设计，未来智慧医疗将进入一种新的范式： （1）“上午(AM)”模式，即医疗自主模式(autonomous modes...