未来医师:变形金刚

[最後编写日期:2017/05/15]

  (华健渊摄)

医师是一个人?医师是一个八爪机器人?医师是一条发丝?

上帝创造的是人,不是机器。人体的奥妙,不只在器官之间的搭配,更达到基因的模组,最伟大的基因专家,可以完全掌握人类基因的图谱,但是他们不得不承认,人体基因不是「凑巧碰撞」出来了,而是被精密地创造出来的。……

文 / 洪存正

一半的病人愿意用机器人代替医师

    临床医学大师威廉奥斯勒(William Osier)说:「医师只有两种:其一是用脑看病的,其二是光用舌头的。」(There are only two sorts of doctors: those who practice with their brains, and those who practice with their tongues.)奥斯勒没有料到,21世纪的今天出现另一种医师─机器人,而且是各式各样的机器人,也就是「变形金刚」。

    曾经,机器人医师为人类看病问诊只出现在科幻小说和电影中。如今,机器人医师正在让很多原本无法想像的手术场景变为现实。其中,达文西手术机器人更是代表了该领域的尖端水准。

    最新的一项医疗领域病人对人工智慧接受度的调查指出,超过一半(55%)的病人愿意用AI和机器人取代人类医师,各地区有这种意愿的人比例各异,从英国的39%至尼日利亚的94%。愿意转用AI与能更好的获得医疗服务以及更好的诊断和治疗的速度和准确性相关。

    研究指出:「医护专业人员需要了解人工智慧(AI)和机器人如何有可能在医疗环境以及整个医疗生态系统中为他们工作和与他们一起工作,并以开放的态度对待此变化。」这种机器人看病或协助医师的局面,已经不再是荒缪可笑的事。
这项最新的研究是根据来自普华永道(PwC,PricewaterhouseCoopers,台湾称为「资诚联合会计师事务所」)的一份新报告《什麽医师?》做出的结论。为什麽AI和机器人将定义新的健康,这是基於对欧洲、中东和非洲各地的11,000多人的调查结果得出的结论。

  「很明显人们为了自己的医疗保健需求,正变得越来越愿意拥抱AI和机器人技术等新技术。但各国政府、企业和医疗专业人士作为一个整体,需要开始以非常不同的方式思考,我们如何为我们的公民提供医疗保健服务」Dean Arnold这麽说。他是PwC健康产业欧洲、中东、非洲的负责人。普华永道是一国际会计审计专业服务网路,世界四大国际会计师事务所之一。普华永道除了保险谘询:保险管理解决方案(AIMS);人力资源服务。人工智慧(AI)和机器人对医疗环境的影响,显然也是他们十分关切的问题。

分子机器人在医疗领域的应用

   自深蓝(超级电脑)打败国际象棋冠军卡斯帕罗斯,至今已有20年。20年里,机器的硬体和演算法都有了巨大的提升,去年AlphaGo打败李世石便是很好的证明。扩增实境(AR)、人工智慧和智慧驾驶是最近几年的科技热门,承认与否,它们都在走进我们的生活。只有千分之一头发丝粗细的机器人医师,将成为未来医师的「新亮点」。

   2016年诺贝尔化学奖颁给了属於「纯化学」范畴的「分子机器」。法国的让-彼埃尔•索瓦(Jean-Pierre Sauvage)教授、美国的詹姆斯•弗雷泽•斯图达(James Fraser Stoddart)爵士以及荷兰的伯纳德•费林加(Bernard Feringa)教授共同摘得诺贝尔最重要的奖项。因他们在分子机器的设计和合成上的贡献而获奖。

  「分子机器」又称生物奈米机器,构件主要是蛋白质等生物分子,具有小尺寸、多样性、自我调整、仅依靠化学能或者热能驱动、分子调剂等其它人造机器难以比拟的性能,对促进生物学的发现以及仿生学具有重要意义。

把「这个外科医师」放进人体的血液中

  「分子机器」的出现,使我们对所谓「庞大」(gigantic)的定义有了不同的视野。这是一种相对体积之大。对於习惯于庞大与距离的相对关系的人类理解力而言,天文学家的浩瀚空间不及显微镜下的微观宇宙那麽令人难忘。也许与我们已知的科学发现相反,或许可见的宇宙不过是某个动物的一部分;那些聚居在人类血液里的微生物,它们若是仔细想想彼此之间的不可思议的距离的话,不惊奇得目瞪口呆才怪呢!

    其实,「分子机器」是在1959年作为奈米技术的概念被提出的。当时着名的物理学家理查・费曼(Richard Feynman)就大胆预测,分子机器未来将会在奈米机器人手术和定位药物在人体内的输送方面起到关键作用。他说:「虽然这个想法听起来很疯狂,但是如果人们能够吞下一个外科医师,这样的手术会很有意思。」他描绘道,只要把「这个外科医师」放进人体的血液中,他就能够抵达心脏,并且查看哪里出了问题,然後他会拿出小刀,把不好的地方,比如肿瘤部位切除。

希望有一天能将化疗药物直接运输到人体需要的部位

   费曼的想法很快在一部科幻片中得到了实现。60年後的今天,人们虽然仍然未将科幻片变成现实,但是费曼的预言还在被很多人努力证实。科学家们希望有一天能将化疗药物直接运输到人体需要的部位,杀死肿瘤细胞,并且不伤害好的细胞。然而这个证明的过程是漫长的。

   尽管现如今的发现都还仅限於实验室展示,但是科研人员正在挖掘这一技术的潜力,并预测其有能力成为真正改变人们现实生活的应用。其中很重要的一个应用前景就在於分子机器人在生物体内的自动生成。比如针对病毒的机器人,可能会通过它的分子钳子与特定的病毒相结合,向肿瘤部位集中运输药物。

    分子领域目前还属於一块未被开垦,伴随着无限可能的处女地,分子机器可以搭载药物,进行药物的定点精确释放;它还可以成为微小的存储单元,进行高密度存储,许多疑难杂症将会被分子机器人解决。

外科医师的得力助手:超微型医疗机器人

    医疗机器人是将机器人技术应用到医疗领域,极大地推动了现代医疗技术的发展。医疗机器人不仅解放了医师,还能使治疗更精准、更安全。近年来,微型、超微型医疗机器人研究取得了重大突破。科学家表示,未来的医疗机器人甚至能对单个细胞进行治疗。超微型医疗机器人研究究竟取得了哪些突破?

   以下,我列举一些最新的「超微型医疗机器人」,我们来看看这些「变形金刚」有哪些本事。

头发半径大小的抓紧器

    英国帝国理工学院的科学家们在医疗机器人微型化研究方面取得了重大突破,他们已研制出小型手持智慧医疗设备和人体裸眼无法看到的超微医疗设备。

    英国帝国理工学院哈姆林研究中心负责人表示:「我们研制的医疗机器人日趋小型化,能通过针头注射进体内,从而避免了任何手术切口。新型机器人还能沿着人体弯曲的结构,抵达目的地区域。」
此外,他们已经研制出头发半径大小的抓紧器,而未来的超微医疗机器人在疾病的初发阶段就能够对单独细胞进行治疗。同时,随着医疗机器人技术发展的成熟和应用变得更为广泛,其费用也将大幅下降。这就如同电脑和手机,不断地更新换代也使之价格降低。

适於人体小部位手术的迷你机器人

    目前,美国范德堡大学的研究团队研究出一款超微型机器人。这款机器人的「钳子」只有两毫米粗细,医疗人员可以通过它来完成精准的微创手术。

    超微型机器人专案顾问杜克•赫里尔教授表示,可弯曲的机械臂让这款机器人在市面上与众不同。「手腕上可操控的探针大大增强了这个系统的实用性。它在类似神经外科这样的领域有巨大的潜在作用,能够用於在耳朵、支气管、尿道等手术部位。而此前这些部位的手术需要打开更大的切口。」

细菌机器人运送药物修复血管

    加拿大研究人员用一种类似细菌的仿生设计制作成微型机器人。多伦多大学机械工程教授埃里克•迪勒表示,微型生物的生存环境与一般生物不同,在制作游动物体的时候必须有新的思路,细菌给了他们这种灵感。

    2014年初,迪勒团队制作出了一毫米的机器人。此款机器人有两只手臂,并且能够通过磁场控制,因此它能够在生物体内搭桥。迪勒说,微型机器人不只是在运输药物方面大有作为,它们也能修复人们的血管和器官。

肌肉机器人监测生物体内环境

    美国伊利诺伊大学卡罗林•奇韦特科维奇团队正在研究用肌肉驱使的行走机器人。这种机器人的能量来自电脉冲,机器人的脊椎则由水凝胶制作而成。

    奇韦特科维奇构想了一个「能够帮助运输药物、智慧植入血管、监测生物体内环境」的机器人医师。她说:「我们的灵感来源於哺乳动物的肌肉、腱、骨系统。例如,在人体内,当肌肉发出动作,力量会通过肌腱传递到骨头。而在我们的生物机器人中,当肌肉细胞做出反应(通常是通过电击)时,力量会通过一种特殊的连接腱传递到肢体。这种连接体由水凝胶构成,因此它能够灵活弯曲。这样一来,机器人就能够移动肢体行走了。」

能在人体「游动」的扇贝机器人

    近年来,科学家们一直在尝试开发一种能够在人体内流动的微型机器人。2014年,欧洲和以色列科学家组成的团队宣布他们研制的扇贝机器人制作取得巨大进展。这种扇贝机器人非常之小,只有零点几毫米,因此它能够在人的血液、眼球液以及其他体液中游动。而该团队真正的创举是此款机器人能够不借助外力游动。虽然像其他微型机器人一样,它需要由外部磁场控制,但是只要输入力量,它就能自动游动,无需其他力量牵引。

「病房机器人」帮忙,医师放心,病人称心

    随着科技的发展,各行各业都已经有机器人在辅助人类进行作业。稍早,中国首台「机器人医师」走上了江苏省肿瘤医院乳腺外科的工作岗位,它不仅能提醒医师每天的工作内容,还能为病人提供帮助,告诉他们就医注意事项,甚至还能哄孩子。机器人医师对於忙碌的医师而言,的确是个好帮手。

    这台用於服务医院、全程管理的机器人叫「李小刚」,是最初由法国生产,後由江苏省肿瘤医院和IT公司共同开发应用程式所制造的仿人型机器人。它身高50多厘米,外表有点像卡通片里「超人」的造型。虽然身材小,价钱人民币20万,也不怎麽高,功能却非常强大。它可以安装不同的软体程式,完成不同的功能。并且工作效率也较高,充一次电能工作3到4个小时。「李小刚」,有「过目不忘」的本领,凡是他看过的医师和病人,都能通过自动摄影镜头录下对方的脸,再见面时,轻轻一扫描就能够准确说出对方的名字。在「李小刚」的帮助下,医师们就能够知道今天是坐诊还是手术,几点钟做哪件事,护理师们也能知道哪个床位的病人什麽时候需要换药上药,什麽时候需要做手术。如果一个病人需要会诊,「李小刚」同学会自动提供病人的病情和相关治疗情况,供会诊医师参考。

   「李小刚」,声音甜美,动作可爱,能大大缓解肿瘤病人抑郁焦虑心理。对於病人来说,通过语音交流的方式,「李小刚」也能回答诸多的疑问。比如,他会告知刚办理住院手续的病人一系列所要注意的事项。如果住院的病人家属尤其是孩子,感到无聊,机器人「李小刚」也会提供一些娱乐功能。他能在医师的指令下,做出一些动作,逗小孩玩,比如,坐下、爬起来、走路,甚至会跳「骑马」舞,哄孩子完全不在话下。受到病人家属的欢迎。将来机器人还会往更深层次研发。还将用於病历审核、手术核对、参与病人医疗全过程管理等复杂工作,成为医师、护士的好帮手。

基因改造、精准医疗影响最大

    英国小说家巴特勒(Samuel Butler,1835-1902)说:「除了人以外,所有动物都知道,生命的主要工作就是去享受它。」(All of the animals except man know that principal business of life is to enjoy it.) 法国作家拉罗斯福哥(Rochefoucauld, 1613—1680)说:「哲学可以轻而易举地击败过去与未来的不幸,可是现在的不幸则可以击败哲学。」(Philosophy triumphs easily over past and future mis fortunes, but present misfortunes triumph over phi losophy.)哲学家、伦理学家再怎麽贫嘴,总也不要制造不幸来啊!管他医师是人;还是机器。只要能带给人快乐生活,逃避不幸的,黑猫白猫都无所谓,会抓老鼠的就是好猫。

    一场以《康复•生命新知》为名的关於「未来医学」探讨医学高端论坛上,三百余位医学专家回顾了医学革命、重温了医学进展、展望了未来医学,并思考了医者的全新定位。医学革命将给世界带来怎样的变革?未来医学将带来怎样的美景和危机?人工智慧是否会取代医师?

   「哪一项新的技术对今後医学造成显着的影响?」现场互动环节中,主持人肖飞提出问题,现场三百多位医学专家中,39%选择了基因改造,18%选择组织再生,10%选择人工智慧。「您对未来医学的期望是什麽?」48%选择了精准医疗,32%选择了制造及掌控生命,其次是实现长寿、实现美丽。

    而对未来医学的顾虑问答中,59%选择了基因改造技术的滥用,20%选择了人工智慧颠覆伦理,12%选择了资讯技术危及个人隐私,还有9%担心医师失去主导地位。

思考的方向搞错了,精准又有何用?

    的确,随着人工智慧、机器人、先进检测手段、组织再生技术的实施和应用,必将给疾病的预防、诊断、治疗带来一场颠覆性的革命。医学的模式正在颠覆,医师这一古老的行业会受到何种冲击?如何迎接未来医学的挑战、昇华自身?

    不过,前述的「精准医学」也有它的悖论。所谓「精准」不过就是就已知的规模及标准进行评估的「相对值」,倘若思考的方向搞错了,精准又有何用?有人形容「精确」(accuracy)说它是理想主义者的梦。它迫使人们在语言表达、科学研究之类的活动中反覆犯错误。而对误差比较宽容的人,却能经常地拍着它的肩膀说:「去喝一杯!」

    对「再生医学」也是如此。美国着名的新闻记者、小说家莫利(Christopher Morley, 1890-1957)曾经讽刺说:「人类,是一堆可以随意拆卸的铅管零件的巧妙装配。」(A human being is an ingenious assembly of portable plumbing)上帝造人,祂可不是造一部机器啊!岂可容人类说三道四,搬上搬下呢?

   史密斯(LP Smith)曾说:「长在植物上面的花就是它们的生殖器官,那岂不是妙得很吗?」(Isn’t it odd that flowers arc the reproductive organs of the plants they grow on?)写过The road not taken名诗的美国诗人Robert Frost罗勃.佛洛斯特(Robert Lee Frost)也说:「脑这器官妙得很,它从你在早上起床的一刹那间就开始工作,而且直至你进入办公室为止,是不会停止工作的。」(The brain is a wonderful organ; it starts working the moment you get up in the morning,and does not stop until you get into the office.)的确,你见过是上哪一个机器,启动之後。每一秒钟都在运作,80年从来都不故障的呢?

    上帝创造的是人,不是机器。人体的奥妙,不只在器官之间的搭配,更达到基因的模组,最伟大的基因专家,可以完全掌握人类基因的图谱,但是他们不得不承认,人体基因不是「凑巧碰撞」出来了,而是被精密地创造出来的。

    人类要改变这个神奇的被创造物,有那麽容易吗?

Dr. Watson比Mayo Clinic肿瘤医师高明30%

   不过,如果把机器看成万能,那麽人类就太妄自菲薄了。再如何聪明的机器,会「谈恋爱」吗?机器人医师Dr. Watson会谈恋爱吗?人,不但会谈恋爱,还会「一见锺情」呢!亚当发明了一见锺情,那是世界空前的一架最伟大的省力机器。(Adam invented love at first sight, one of the greatest labor- saving machines the world ever saw.)

    但是,毋庸置疑地,机器人医师即使不能完全取代人类医师,但是绝对是人类医师前所未见的好帮手。Dr. Watson可以记住所有的指南、新发表的文章,可以更好地诊断、更好地设定治疗方案,其准确率、合理性甚至比Mayo Clinic的肿瘤医师高出30%。

    人工智慧与医疗交叉融合,前景广阔难以估量,机器诊疗就是把所有的可能都储存在电脑中,然後通过方程式演算法来判断使用者提出的要求是否有相应的结果或近似的结果。「阿尔法狗」挑战李世石成功,但「完美」的程式都是由一个个代码组成的,而如何组成,均来自人类的大脑。

离开人,医学就失去了灵魂

    同时,专家表示,机器人做手术是以传统外科医师的手术为基础,只有外科医师开腹能做的手术才能采用机器人来做。机器人只是完成手术过程的一项工具,不仅如此,一些复杂、疑难的手术,机器人操作起来较为困难,仍需要外科医师以传统的方式处理。

    人工智慧是帮助医师的辅助工具,但医师诊疗不是照本宣科,完全按指南按部就班,而是需要考虑更多的综合因素,结合病人实际情况进行个体化诊疗。人工智慧不可能取代医师对病人病情变化的密切观察,更不可能取代病医之间的交流沟通。巴特勒(S. Dutler)说:「现代科学的倾向,是不断把谬论化为根据来使实证变得荒谬。」(The tendency of modern science is to reduce proof to absurdity by continually reducing absurdity to proof.)人工智慧相当程度,会不会也做如是观呢?

医学是一门有温度的学科

    医学是一门有温度的学科,其服务物件是活生生的人。医师看「病」,更看「人」。病医关系是人与人之间的关系,不是人与机器之间的关系。病人才不是疾病的载体、病菌的容器。医学应技术与人文相协调。无论医学如何发达,「机器崇拜」和「技术至上」都是危险的,因为医学是人的科学。离开人,医学就失去了灵魂。要知道,医师一个温暖的眼神、一句鼓励的话语带给病人的力量,有时比药片和手术刀更有力。

    医学及医疗,相当程度只是在玩掷骰子游戏,尤其是对不确定性甚高的重大疾病。运气是和上帝玩掷骰子游戏时,他终於有一次失误。不过也许这只是他老人家放长线钓大鱼的伎俩,或许他要我们学习的教训还在後头呢!

    人工智慧快速发展,但医学人文精神也不能丢掉。医学穿透人文、科技、道德、世俗以及终极关怀的各个层面,表达着人性、知性、理性的深刻关系。用心去关爱病人,这才是医师无可替代、最宝贵的价值。

    不过,我们也大可不必螳螂挡臂,硬是排斥人工智慧。萧伯纳说:「科学始终是错误的:若非多造出十个问题,就绝不能解决一个。(Science is always wrong: it never solves a problem without creating ten more.)解决了一个问题,却又搞出十个新问题来了,岂不是等於治丝而棼?但我们人类不都是就这样在不断解决问题之中一步步向前进的吗?
 

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