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“清華AI醫(yī)院”上線！首批42位AI醫(yī)生亮相，診斷覆蓋300余種疾病

量子位整合編輯：太平洋科技發(fā)布于：2024-11-21 16:27

張亞勤旗下，清華AIR又一孵化項目曝光：

紫荊智康，專注AI醫(yī)療。

他們構(gòu)建了Agent Hospital（也被稱為“清華AI醫(yī)院”），首批AI醫(yī)生現(xiàn)已亮相內(nèi)測！

今年5月，由清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院（AIR）智慧醫(yī)療團隊完成的論文“Agent Hospital: A Simulacrum of Hospital with Evolvable Medical Agents”研究獲得了海內(nèi)外人工智能社區(qū)和醫(yī)學(xué)社區(qū)的廣泛關(guān)注和討論。

共同通訊作者為AIR助理研究員馬為之、AIR執(zhí)行院長劉洋。

隨后在9月，由AIR孵化的無錫紫荊智康科技有限公司（簡稱“紫荊智康”）成立，目標(biāo)是實現(xiàn)Agent Hospital的應(yīng)用落地，利用人工智能為人類提供低廉、便捷和優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療服務(wù)。

這兩天，由紫荊智康開發(fā)的“紫荊AI醫(yī)生”系統(tǒng)上線，首批來自21個科室的42位AI醫(yī)生正式亮相，定向邀請專業(yè)人士對AI醫(yī)生的疾病診斷能力進行內(nèi)部測試。

“紫荊AI醫(yī)生”系統(tǒng)后續(xù)將對AI醫(yī)生的更多核心能力進行公開測試，預(yù)計將于2025年上半年正式向社會大眾開放使用。

紫荊AI醫(yī)生亮相

回顧Agent Hospital的研究工作，其核心理念是通過建立“閉環(huán)式”醫(yī)療虛擬世界，實現(xiàn)AI醫(yī)生的加速進化。

Agent Hospital對真實醫(yī)院的設(shè)施和流程進行模擬，尤其是建立了超擬人、廣分布、多樣化的AI患者，對于AI醫(yī)生在虛擬世界中通過大量診療實踐進行進化發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。

△Agent Hospital：醫(yī)療虛擬世界

所謂“閉環(huán)式”，是指Agent Hospital覆蓋了從發(fā)病、分診、問診、檢查、診斷、治療、取藥、康復(fù)的完整流程，并且要求AI患者必須及時反饋AI醫(yī)生所開具的治療方案的效果，這對于AI醫(yī)生根據(jù)反饋不斷總結(jié)反思至關(guān)重要。

這種數(shù)據(jù)閉環(huán)在真實世界很難獲得，因為很多人類患者離開醫(yī)院后就不再回去，人類醫(yī)生不清楚人類患者是完全康復(fù)還是轉(zhuǎn)到其他醫(yī)院治療。

所謂“加速進化”，是指Agent Hospital是一個時間加速器，虛擬世界內(nèi)的時間流逝速度是真實世界的約100倍，AI醫(yī)生可以在真實世界的很短時間內(nèi)就完成虛擬世界中的漫長進化。

AI醫(yī)生的可進化性是Agent Hospital最大的獨有技術(shù)特色。

實驗表明，AI醫(yī)生的能力進化曲線已初步符合Scaling Law（規(guī)模定律）：

如果AI病人滿足超擬人、廣分布和多樣化的條件，那么AI醫(yī)生診治的AI患者數(shù)量越多，能力就會變得越強。

“紫荊AI醫(yī)生”系統(tǒng)的發(fā)布，將貫通虛擬世界與現(xiàn)實世界，讓AI醫(yī)生使用現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)在虛擬世界的時間加速器中繼續(xù)加速進化，這樣一來，AI醫(yī)生的能力將提升到新的高度。

△科室概況

基于該方法，紫荊智康構(gòu)建了“紫荊AI醫(yī)生”系統(tǒng)，進一步擴展了Agent Hospital的科室覆蓋范圍，完成了第一批醫(yī)生智能體（后文統(tǒng)稱為“AI醫(yī)生”）的構(gòu)建。

目前，已從呼吸科擴展到圖中共21個科室，將滿足社會大眾的絕大多數(shù)診療需求。

每個科室方向，紫荊智康將挑選了十余種常見疾病，構(gòu)造多樣的患者合成數(shù)據(jù)用于AI醫(yī)生的進化，目前累計覆蓋了300余種疾病。系統(tǒng)對這些疾病進行了專門的優(yōu)化，對于在支持疾病列表之外的疾病，系統(tǒng)也能夠提供相當(dāng)高質(zhì)量的診斷分析。

紫荊智康已經(jīng)構(gòu)建了超過50萬個來自不同國家地區(qū)、覆蓋各個年齡段、患有不同疾病的AI患者。

這些AI患者可以是人類患者在虛擬世界的數(shù)字化“分身”，也可以由人工智能大模型結(jié)合權(quán)威醫(yī)學(xué)知識庫和少量公開人類患者病例自動合成。這些AI患者像人類患者一樣，有完整的治療數(shù)據(jù)記錄，可以跟醫(yī)生進行交談。AI患者的合成充分考慮了地域、年齡、性別、職業(yè)等因素對于疾病的影響，并且可以根據(jù)需要精準(zhǔn)控制AI患者在各項因素上的分布。

AI醫(yī)生是Agent Hospital的核心，也是“紫荊AI醫(yī)生”系統(tǒng)的主要發(fā)布對象。目前構(gòu)建了42位AI醫(yī)生，每個科室設(shè)置了2位AI醫(yī)生，一位來自國內(nèi)，一位來自國際。之所以區(qū)分國內(nèi)醫(yī)生與國際醫(yī)生，是因為不同國家和地區(qū)的疾病分布、診斷標(biāo)準(zhǔn)和治療方案存在差異。以肺癌為例，中國醫(yī)生將主要遵循中國國家衛(wèi)生健康委員會發(fā)布的《原發(fā)性肺癌診療指南》進行診斷和治療，美國醫(yī)生則主要遵循美國NCCN發(fā)布的《非小細胞肺癌診療指南》。未來，將會有更多的AI醫(yī)生陸續(xù)亮相。

“紫荊AI醫(yī)生”目前設(shè)置了三種模式：游客、患者和醫(yī)生。

在游客模式中，用戶以游客身份了解紫荊醫(yī)院；在患者模式中，用戶以患者身份進入紫荊醫(yī)院；在醫(yī)生模式中，用戶以醫(yī)生身份進入紫荊醫(yī)院。

現(xiàn)階段，游客模式對公眾開放，用戶無需注冊便可以進入游客模式，了解系統(tǒng)的主要情況；患者模式只對定向邀請的專業(yè)人士開放，用戶在收到邀請碼后需進行注冊，然后可以登錄進入系統(tǒng)；醫(yī)生模式目前正在開發(fā)中，暫不開放。

目前，系統(tǒng)僅開放對AI醫(yī)生診斷能力的測試，后續(xù)將開放治療能力和對話能力的測試。用戶可以創(chuàng)建AI患者，選擇最多三個AI醫(yī)生進行疾病診斷，并對AI醫(yī)生生成的診斷意見進行評價。雖然紫荊智康開發(fā)團隊已經(jīng)對AI醫(yī)生做了多輪能力測試并取得了很好的結(jié)果，但仍需要醫(yī)學(xué)專業(yè)人士給出專業(yè)評估意見，這對于進一步完善系統(tǒng)具有重要的意義。

△ “紫荊AI醫(yī)生”登錄界面

紫荊智康最新開發(fā)的“紫荊AI醫(yī)生”系統(tǒng)已經(jīng)開始針對首批AI醫(yī)生的邀請制測試（鏈接放在文末，目前僅支持PC端訪問中文版頁面），后續(xù)會支持移動端訪問并開通英文版。

據(jù)悉，系統(tǒng)預(yù)計在2025年第一季度啟動公開測試，讓更多用戶能夠與Agent Hospital中的AI醫(yī)生交流。

以醫(yī)療智能體為代表的智慧醫(yī)療應(yīng)用新方向正在開啟，事實上，Agent Hospital系統(tǒng)構(gòu)建中對于醫(yī)學(xué)AI發(fā)展，他們有著自己的見解和思考。

Agent Hospital：醫(yī)療版《西部世界》

今年大模型全面落地，醫(yī)療行業(yè)正在成為在互聯(lián)網(wǎng)大廠、科技公司業(yè)務(wù)布局新?lián)c。截至目前，業(yè)內(nèi)醫(yī)療領(lǐng)域大模型數(shù)量已經(jīng)超過百個。

與傳統(tǒng)大模大模型應(yīng)用范式不同的是，紫荊智康選擇了大模型智能體這一智慧醫(yī)療應(yīng)用方向。

大模型智能體靈活度高、適應(yīng)性強，能夠有效對醫(yī)療場景賦能。紫荊智康的目標(biāo)就是打造超強醫(yī)生智能體，為人類提供低廉、便捷、優(yōu)質(zhì)的健康服務(wù)。他們認(rèn)為，未來AI醫(yī)生將輔助人類醫(yī)生完成絕大多數(shù)工作，人類醫(yī)生將主要負(fù)責(zé)最終決策。

那么，智能體技術(shù)為醫(yī)療行業(yè)的賦能提供了新的可能性。紫荊智康的Agent Hospital正在規(guī)劃打造一個醫(yī)療版的《西部世界》。

在這個“西部世界”中，有人類患者、人類醫(yī)生、AI醫(yī)生、AI患者這幾類角色，他們彼此之間進行交互就能創(chuàng)造出嶄新的應(yīng)用場景和方式。

首先，AI醫(yī)生可以輔助人類醫(yī)生進行患者的診療，這也是智慧醫(yī)療領(lǐng)域最受關(guān)注的應(yīng)用落地方向；

其次，AI患者可以用于人類醫(yī)生的教學(xué)培訓(xùn)，來自各個科室的醫(yī)生/醫(yī)學(xué)生，通過跟AI患者對話、看檢查報告，然后給出診斷方案，然后再來看這個方案是對還是錯。并且這個過程試錯成本為零，你完全不用擔(dān)心因為犯錯而造成什么影響。與此同時，你還可以查看這個患者所有其他醫(yī)生的診斷結(jié)果，他們是怎么看這位患者的。

再次，如果同時采用AI患者和AI醫(yī)生，就可以進行宏觀層面的沙盤推演。例如：模擬北京市的一個5萬人居民社區(qū)，我們可以隨機設(shè)定每個家庭的遺傳病史或發(fā)病情況，同時考慮季節(jié)變化可能引發(fā)的疾病。此外，還可以設(shè)定醫(yī)院的設(shè)施和醫(yī)生的能力。通過這樣的模擬，在突發(fā)大規(guī)模疾病時，判斷當(dāng)前醫(yī)院的布局和能力是否足以應(yīng)對。

最后，如果是AI醫(yī)生面對人類患者，AI醫(yī)生則可以完成健康咨詢等院外服務(wù)。

紫荊智康相信，未來人類醫(yī)生的定位和角色也將發(fā)生顯著的變化。

在學(xué)習(xí)階段，他就已經(jīng)在和AI患者打交道了，而在真正診療過程，AI將與醫(yī)生形成一種我們稱之為“孿生”的關(guān)系。這種孿生，目標(biāo)是創(chuàng)造一個人類醫(yī)生的“分身”，即智能體，它能夠不斷學(xué)習(xí)和模擬醫(yī)生的行為，最終100%復(fù)制醫(yī)生的決策。

這意味著當(dāng)遇到患者時，AI分身所做的決策將與醫(yī)生的決策完全相同，從而大幅提升診療效率。

同時，這個分身收集的數(shù)據(jù)越多，它就能學(xué)習(xí)得越好，越像醫(yī)生本人，成為醫(yī)生的一個克隆、一個鏡像。

當(dāng)我們擁有一個完全獨立的AI醫(yī)生時，其他的AI醫(yī)生甚至人類就可以與他進行一起會診和討論，助力醫(yī)療水平提升，讓人類享受更高質(zhì)量的健康服務(wù)。

智慧醫(yī)療的未來發(fā)展

如果將時間維度拉長，現(xiàn)在可能正是醫(yī)療核心痛點的破局時刻。

從科技互聯(lián)網(wǎng)開始變革醫(yī)療以來，經(jīng)歷了這樣三個階段——

第一，互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療。

第二，AI+醫(yī)療。

第三，AI大模型+醫(yī)療。

第一個階段，互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療，核心是線上問診成為了可能，讓問診可以在線化，突破了時間和空間的限制。一定程度上打破了醫(yī)療最大的挑戰(zhàn)——資源分布不均。

但互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療，并沒有根本性變革醫(yī)療現(xiàn)狀，更多還只是錦上添花。

因為在推行幾年后，業(yè)界開始發(fā)現(xiàn)帶來了新的問題，比如原本就時間緊缺的專家醫(yī)生，因為在線問診，時間被進一步擠占，工作時長和強度都提升，但并非來自效率上的改善�；颊哌@一端，也被反饋沒有及時的人文關(guān)懷，并且因為相隔屏幕，醫(yī)患之間的信任感更加難以建立，體驗上的問題始終存在。

第二階段，是感知視覺AI突破后，AI在影像等領(lǐng)域，可以提供醫(yī)療助力。當(dāng)時包括谷歌在內(nèi)的AI巨頭，都對AI醫(yī)療影像的前景非常樂觀，并且專門打造了專用硬件、落地在一些�？圃\室，希望能夠加速優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源的普惠。但最后未能如愿。

原因有兩方面，一是專用硬件的成本。不僅是采購成本，也包括學(xué)習(xí)和使用成本，增加了門檻；二是決策式AI面臨的泛化性挑戰(zhàn)，落地相對比較局限，于是最后只能在限定又限定的場景發(fā)揮作用。

不論互聯(lián)網(wǎng)+還是第一波AI醫(yī)療浪潮，醫(yī)療行業(yè)的數(shù)智化升級，最核心的挑戰(zhàn)還是——醫(yī)療數(shù)據(jù)匱乏。

在醫(yī)療領(lǐng)域，數(shù)據(jù)資料的隱私特點之外，本身的數(shù)據(jù)在線化、數(shù)字化程度就不高，更別說能夠基于高質(zhì)量數(shù)據(jù)，來實現(xiàn)高質(zhì)量的AI模型搭建。但現(xiàn)在，大模型特別是AI Agent的思路，似乎是一種根本性變革。

因為就在Agent Hospital的案例中，啟動本身并不對醫(yī)療數(shù)據(jù)有嚴(yán)格要求，小數(shù)據(jù)甚至零數(shù)據(jù)都可以，虛擬醫(yī)院里的AI Agent，就好像AlphaZero里學(xué)習(xí)圍棋的AI一樣，在“游戲”的邊界里夜以繼日學(xué)習(xí)、探索，追求最優(yōu)解，直到達到人類醫(yī)生的水準(zhǔn)和水平，在整個訓(xùn)練過程中，人類醫(yī)生更多是審視和判斷，適當(dāng)給出反饋。

這不就是GPT實現(xiàn)AI能力躍遷和突破的方式嗎？只不過過程中更主要的是合成數(shù)據(jù)，而人類的反饋則是最專業(yè)的醫(yī)生。

如果Agent Hospital里的AI Agent能力達到了一定的階段，它就能上崗成為醫(yī)生的專業(yè)助手了——距離醫(yī)生的分身又近了一步。而且考慮到AI大模型范式下，技術(shù)的泛化性大大提升，從�？频饺频目缭剑热祟惐旧淼闹芷诳隙ㄒ�、效率要更高。

另外，Agent Hospital還創(chuàng)造了一個全新環(huán)境，在醫(yī)生的培養(yǎng)體系中，這個環(huán)境體系可以無縫融合。之前對醫(yī)生的培養(yǎng)，更多需要醫(yī)院、病例實習(xí)跟進，面臨時間和空間上的限制。但是如果在Agent Hospital中，人類實習(xí)醫(yī)生，可以像駕校學(xué)習(xí)、模擬考試一樣，不斷積累自身的能力，利用不斷強大的各個AI Agent交互，完成上崗前更真實、更高效地實習(xí)成長。

所謂三年高考五年模擬，以后醫(yī)生上崗，或許也會在虛擬醫(yī)院的系統(tǒng)里，練習(xí)、應(yīng)對、獲得檢驗和認(rèn)可，最后實現(xiàn)能力的提升和認(rèn)證。

所以可以明確的是，Agent Hospital至少擁有成為醫(yī)療培訓(xùn)體系中AI增強的一員，既對醫(yī)生上崗提升有直接幫助，也不會增加額外的應(yīng)用門檻，克服了過去醫(yī)療數(shù)智化進行中的挑戰(zhàn)。

當(dāng)然，如果沿著AI大模型強泛化性的能力特點，展開思考，又會發(fā)現(xiàn)，Agent Hospital這樣的落地和應(yīng)用，不止于醫(yī)院。

一切涉及熟能生巧、學(xué)練結(jié)合的專業(yè)工種，不都需要這樣的角色和系統(tǒng)嗎？

所以如此看來，Agent Hospital只是這種范式在醫(yī)療場景下的嘗試，這個“宇宙”，想象空間巨大，仿佛打開了一扇全新的潛力之門。

清華AIR這四年

除了Agent Hospital這一孵化項目之外，清華智能產(chǎn)業(yè)研究院更多的進展也有了階段性曝光。

依然按照創(chuàng)辦者張亞勤院士設(shè)定的三大方向推進：智慧交通、智慧物聯(lián)以及智慧醫(yī)療。

智慧交通方面，產(chǎn)業(yè)化合作進展更為矚目。

身兼Apollo理事長的張亞勤提到蘿卜快跑在武漢的落地。目前武漢已經(jīng)是全世界最大的無人車城市。另外，跟滴滴、毫末智行等都有相應(yīng)的合作。

今年6月，清華AIR正式落地?zé)o錫，成立AIR無錫創(chuàng)新中心，推動面向產(chǎn)業(yè)的科技創(chuàng)新發(fā)展。比如像華為智能車前CTO陳亦倫帶隊，聯(lián)合百度發(fā)布的首款支持實車部署的開源端到端自動駕駛系統(tǒng)AIR ApolloFM，目前已經(jīng)率先在無錫部署。

而今年爆火的具身智能方向，有前DJI大疆創(chuàng)新機器人大牛周谷越教授帶領(lǐng)的求之科技公司。

智慧物聯(lián)方向，如今隨著當(dāng)前大模型技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，清華AIR的AIoT團隊迎來了關(guān)鍵的轉(zhuǎn)向。張亞勤透露，目前他們正在沿著綠色計算展開推進。比如運用到降低數(shù)據(jù)中心的能耗、減少端側(cè)模型的延遲等等。

而像智慧醫(yī)療這一方向，人工智能的發(fā)展，給生物醫(yī)藥領(lǐng)域帶來更為廣闊的應(yīng)用場景。今年化學(xué)諾獎頒給了AI就是例證。

在清華AIR研發(fā)進展中，也可以說是多方面開花。

比如在單細胞理解注釋上面，聶再清教授團隊與清華系創(chuàng)業(yè)公司水木分子合作構(gòu)建和開源了單細胞身份理解大模型LangCell。這是首個無需標(biāo)注即可進行新細胞類型注釋的模型，可以將它理解為“細胞的百科全書”。

還有在藥物篩選方面，蘭艷艷教授團隊用大模型在藥物篩選過程中尋找靶點，目前已經(jīng)被Nature子刊接收。

馬劍竹教授團隊則主要在蛋白質(zhì)生成方向推進，在原子層面探索基礎(chǔ)大模型。今年6月他們聯(lián)合百圖生科提出的單細胞基礎(chǔ)大模型scFoundation，登上Nature子刊。

另外在制藥方向上，彭健教授的華深智藥在產(chǎn)業(yè)化上發(fā)展神速，已經(jīng)躋身獨角獸級別。

……

清華AIR創(chuàng)辦這四年，雖然低調(diào)，但火種已經(jīng)沿著張亞勤院士最初設(shè)定的三大方向播下�，F(xiàn)在，有點“勇攀珠峰，沿途收獲”的意味了。

官網(wǎng)邀測鏈接：
https://www.tairex.cn/agent-hospital/
論文鏈接：
https://arxiv.org/pdf/2405.02957v1

本文來源：量子位

Agent Hospital AI醫(yī)生紫荊智康

量子位