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青橙奖江苏骄傲∣34岁博导邓岳:用人工智能破解生命密码
2020-09-09 11:39:38

科学无国界,但科学家有国籍——这句话被34岁的邓岳奉为圭臬,他如今已经是北京航空航天大学的教授和博导,致力于深耕人工智能,赋能生命科学。

AI助力精准医疗,做到真正的千人千方

邓岳于2008年在亚博体彩买球自动化系获得本科学位,以专业第一的成绩保送清华大学。2013年获得了博士学位后,前往美国的两所世界知名医学研究中心——西南医学研究中心和加州大学医学研究中心,从事AI与生命科学交叉领域的研究。2016年,他加入美国三星人工智能研究院担任研究科学家。2019年,回国加入了北京航空航天大学。

如果用一句话总结自己的研究,邓岳说就是:深耕人工智能,赋能生命科学。具体说来,他的研究工作可以分为三个模块,信号感知、信号理解与交叉应用。近几年,邓岳的研究重心完全放在了交叉学科上,利用在信号感知和理解方面设计出的模型去解析微观世界的生命信号,试图破解生命现象背后的自然密码。

邓岳的研究成果列出来长长一串,而他正在做的,是用AI技术助力精准医疗,想要做到真正的千人千方。邓岳介绍说,基因的一些缺陷是很多疾病的主要成因,但基因的序列结构非常复杂,了解致病基因和疾病之间的关系,能为癌症诊断及精准医疗提供辅助。这个听起来像是生物学课题,但它本质上是机器学习的课题。“我们需要设计一个AI智能体,利用海量的人群基因通量数据,进行自监督学习或者自启发学习,完成基因靶点、致病靶点的检测。这项工作最近刚刚发表在《Cell》人工智能子刊《Patterns》杂志上,成为封面文章。”

这套精准医疗的系统正在被多家三甲医院落地使用,当癌变组织刚被切下来时,研究人员就拿它去做测序,用算法帮病人分析基因靶点。如果幸运的话,能够及时发现病人得的是哪种疾。绻『糜钟邢嘤Φ陌邢蛞┪,就能延长病患的生存时间。邓岳说,“我们希望通过这样的方式,真正地实现个性化医疗,让每一个个体都有自己的诊断方式,做到真正的千人千方,就是1000种人1000个处方。”

如果非要聚焦一个领域,想把更多时间花在脑研究上

在未来的研究中,邓岳说自己会集中在AI和生命科学交叉的领域,这个领域有太多悬而未决的问题。“如果非要让我聚焦一个领域,可能会把更多时间花在脑研究上,将脑作为一个研究对象,去研究脑的生物机制和脑的疾病。”

为什么对脑研究如此热衷?邓岳说,第一,我们对脑的认知还太浅,脑是人体最复杂的器官,里面有很多的科学无人区值得探索。第二,我们生活在科技日新月异的时代,生命科学的进展为我们提供了很多很好的观测工具,几乎每一天,生物观测的方式和极限都在不断更新。比如说,我们通过超分辨率显微技术可以观察到脑皮层间的神经元连接,通过颅内脑电技术,我们可以研究生物电的流转方式,通过最新的空间转录组技术,我们可以研究脑疾病脑切片的基因在一个空间上位置的分布。

技术面对的是鲜活个体,冷冰冰统计数字没有意义

有一篇发表在JAMA上的文章对邓岳启发很大。这篇文章做了一件很简单的事,它搭建了一个云端系统,让每个人都可以把眼底成像上传到云端,然后云端有医生帮你做智能诊断。这个系统主要针对糖尿病患者,因为重度糖尿病有失明的风险,但病人不可能每周都去医生那里做诊断。这个云端系统将美国医生的知识水平迁移到了一些欠发达地区,在印度等国家已经普及了千万的人群。

邓岳说,做理工科的学者,有时候会过度追求一些量化指标,比如识别率、性能等统计数字上的提升。但当自己真正开始做精准医疗,回国后开始跟一些医生病患接触,强烈地感受到,技术面对的是一个个鲜活的患者,技术进步其实在提升每一个患者的生活质量,而且是提升了一个个家庭整体的幸福感。所以在疾病面前,冷冰冰的统计数字没有意义。在疾病面前,每个个体都应该被充分地、认真地对待,AI就恰恰可以推动医疗资源分配的公平化。

今天在中国,大家都在提精准医疗、智慧医疗,但邓岳认为,要让AI和医疗的结合真正落地,需要研究院高效输出原创技术,大公司为技术落地提供算力和工程支持,医生对学习过程进行全程的指导,在最重要的环节完成闭环,从而形成黄金组合。在精准医疗领域,人工智能一定要走出象牙塔,真正解决一线医生的痛点问题,同时要打破不同机构间的合作壁垒来创造绝对价值。

邓岳希望利用人工智能来调和我国地区医疗资源的不平衡,比如把一个北京大专家的医疗能力迁移到三线城市或是小山村,只要他们有一台电脑、有云端,大家都可以享受公平的医疗服务。

科学无国界但科学家有国籍,学者要坐得住冷板凳

博士毕业时,邓岳的导师问他将来想干嘛,并给他指明了方向,说未来5年后、10年后最有发展前景的一定是交叉学科。邓岳博士研究的是纯计算机信号处理,后来决定选择人工智能与生命科学的交叉学科,因为生命科学里面的无人区很多,能以极微观的方式了解生命的本质,研究成果又能使很多人受益,邓岳觉得这样的工作很酷。

不过,以前做计算机,一年就能做四五篇论文。但是做交叉学科后,邓岳第一篇论文是第4年才做出来的,对一个原先很高产的人来说,这是很大的震撼。到新的领域,要花很多时间了解领域知识,适应新领域研究者的科研方式,这是一个很艰难的过程。好在邓岳在中国和美国都遇到了非:玫牡际,他们指导邓岳在这条路上,不急功近利,一步一步地往前走。

有人问邓岳为什么选择回国,邓岳说,自己读本科、博士都是在国内,是国家培养了自己。“科学无国界,但科学家有国籍,这句话对我影响很大。在国内也可以做世界最尖端的科研,而且是为我们自己做的。”而邓岳表示,回国做科研,国家和学校已经解决了研究者们生活上很多的后顾之忧,提供了非常良好和宽松的科研环境。

扬子晚报/紫牛新闻记者 徐晓风

个人信息:

年龄:34岁(1986年)

职业:北京航空航天大学教授、博士生导师

兴趣爱好:远足(hiking)、音乐

研究方向:从事AI与生命科学交叉领域的研究

学术成就:

利用人工智能解析复杂生命现象,提出结合基因、细胞、分子层面的跨模态感知框架,逐层解析生物个体的异质性,为解读复杂生命现象,提升现有精准医疗水平提供了原理基础与解决方案。在Springer出版人工智能英文专著一部,在Nature、Cell子刊及AI领域顶级刊物发表论文41篇,共获得5项国际论文奖。

教育经历:

? 2004.09-2008.07 亚博体彩买球(专业排名第一) 自动化   学士

? 2008.09-2013.07 清华大学(导师:戴琼海院士)    自动化   博士

? 微软学者(亚太地区计算机类博士每年评选12位)

? 中国人工智能学会优秀博士论文

? 中国自动化学会优秀博士论文

科研经历:

? 2013.11-2014.08 美国西南医学研究中心            博士后

? 2014.09-2016.09 美国加州旧金山医学研究中心      博士后

? 2016.10-2019.03 美国三星人工智能研究院          主管研究科学家

? 2019.03-今      北京航空航天大学                教授

校对  李海慧

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