全球協(xié)作，微軟人工智能技術(shù)助力智能醫(yī)療服務(wù)升級(jí)
2017-05-15 10:48:02 來源：微軟科技 熱度:
在美國(guó)西雅圖舉行的2017 微軟Build 開發(fā)者大會(huì)上，微軟發(fā)布了一系列全新人工智能技術(shù)和服務(wù)，切實(shí)體現(xiàn)了微軟普及人工智能（Democratizing AI），將人工智能帶給每個(gè)人的愿景和行動(dòng)力。微軟CEO 薩提亞·納德拉表示，在如今這個(gè)擁有近乎于無限計(jì)算能力、并且數(shù)據(jù)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的環(huán)境下，微軟專注于予力每一位開發(fā)者，幫助他們開發(fā)應(yīng)用，讓他們享受到人工智能帶來的機(jī)遇，從而適應(yīng)新的智能云及智能邊緣計(jì)算時(shí)代。
無需作秀，創(chuàng)業(yè)企業(yè)Airdoc就切身體會(huì)到了微軟人工智能平臺(tái)的好處。
Airdoc是一家專注于以深度學(xué)習(xí)提升醫(yī)學(xué)診療效率的成長(zhǎng)型企業(yè)，以平臺(tái)、算法、數(shù)據(jù)積累打造人工智能應(yīng)用，幫助醫(yī)生提高診斷效率和準(zhǔn)確率。歷經(jīng)數(shù)年的積累，目前Airdoc在放射影像、腫瘤、皮膚科、B超及眼科等領(lǐng)域都獲得了突破并擁有實(shí)際的落地應(yīng)用。例如，針對(duì)糖尿病并發(fā)癥——糖尿病性視網(wǎng)膜眼底病變（DR），Airdoc可以協(xié)助醫(yī)生快速完成視網(wǎng)膜病變的篩查及分析，解決了傳統(tǒng)手段在DR早期確診率低的困境，從而有效地防止病患視覺的損失以及失明。
提供基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器學(xué)習(xí)的高實(shí)時(shí)性算法服務(wù)，是Airdoc服務(wù)背后的核心競(jìng)爭(zhēng)力。然而，已在眾多醫(yī)療機(jī)構(gòu)部署了深度學(xué)習(xí)算法的Airdoc還面臨大規(guī)模醫(yī)療數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)并發(fā)的需求，但市面已有的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)框架的性能已經(jīng)很難滿足Airdoc在訓(xùn)練和生產(chǎn)環(huán)境的高實(shí)時(shí)性需求。因此，當(dāng)Airdoc創(chuàng)始人張大磊得知微軟推出了微軟認(rèn)知工具包的時(shí)候，立刻興奮起來。“抱著試試看的心情”，張大磊給微軟開發(fā)者體驗(yàn)部門發(fā)了電子郵件，詢問相關(guān)情況。
微軟認(rèn)知工具包（Microsoft Cognitive Toolkit，曾用名為深度學(xué)習(xí)工具包CNTK，Computational Network Toolkit），是微軟研究院推出的一個(gè)用于深度學(xué)習(xí)的系統(tǒng)，能夠基于CPU 和 GPU高效、跨平臺(tái)地處理大規(guī)模、可投入應(yīng)用的任務(wù)，并可同時(shí)支持 Windows 和 Linux 系統(tǒng)。事實(shí)上，2016年微軟實(shí)現(xiàn)了對(duì)話語音識(shí)別技術(shù)超越人類專業(yè)水平的突破，背后的功臣就是微軟認(rèn)知工具包。此外，包括人工智能助理小娜（Cortana）和混合現(xiàn)實(shí)全息眼鏡HoloLens等微軟智能產(chǎn)品中的語音識(shí)別功能也都是基于微軟認(rèn)知工具包實(shí)現(xiàn)的。
為了讓更多開發(fā)者能夠輕松開發(fā)出各種有趣的人工智能應(yīng)用，微軟已經(jīng)將微軟認(rèn)知工具包開源，并于近期發(fā)布了具有更強(qiáng)性能表現(xiàn)和學(xué)習(xí)能力的2.0版本。跟其它開源軟件相比，微軟認(rèn)知工具包最突出的優(yōu)勢(shì)在于它高效的計(jì)算性能，尤其在大規(guī)模、分布式的機(jī)器學(xué)習(xí)方面有著卓越的表現(xiàn)，在加速完成學(xué)習(xí)任務(wù)的同時(shí)還可以保證模型的準(zhǔn)確性。
正是因?yàn)槲④浾J(rèn)知工具包的強(qiáng)大功能，使得Airdoc希望進(jìn)行相關(guān)部署，以實(shí)現(xiàn)在多機(jī)多卡的分布式訓(xùn)練環(huán)境下，提升原有系統(tǒng)的整體性能。但Airdoc的應(yīng)用服務(wù)此前是基于Caffe平臺(tái)的ResNext和GoogLeNet模型所構(gòu)建的，因此系統(tǒng)的遷移工作成了一大難題。而且面對(duì)大量的醫(yī)療數(shù)據(jù)，向微軟認(rèn)知工具包的遷移不僅需要平穩(wěn)、迅速地進(jìn)行，還需要確保相關(guān)工具的準(zhǔn)確度。
在接到Airdoc需求的第一時(shí)間，微軟即刻行動(dòng)，迅速成立了一支由微軟開發(fā)者體驗(yàn)部門技術(shù)人員、微軟亞洲研究院研究員與在美國(guó)總部的微軟認(rèn)知工具包團(tuán)隊(duì)共同組成的虛擬技術(shù)支持小組，開啟了與Airdoc的緊密合作。在微軟北京辦公室一間30平米的會(huì)議室里，平臺(tái)遷移技術(shù)支持小組的成員們交流了技術(shù)設(shè)想，并對(duì)每一個(gè)細(xì)節(jié)都進(jìn)行了充分的討論。另一邊，位于美國(guó)總部的團(tuán)隊(duì)也通過Skype for Business遠(yuǎn)程參與。
微軟開發(fā)者體驗(yàn)部門首席平臺(tái)技術(shù)顧問王啟霄表示：“自從與Airdoc創(chuàng)始人張大磊第一次接觸之后，微軟與Airdoc雙方的技術(shù)團(tuán)隊(duì)就開啟了‘同吃住’般密切的交流。我們希望成為最了解Airdoc技術(shù)的團(tuán)隊(duì)，只有這樣才能更好地探索解決問題的方法，并盡我們所能提供最佳的解決方案。”
若要實(shí)現(xiàn)向微軟認(rèn)知工具包的平穩(wěn)遷移，就必須要保證：第一，遷移后的算法模型在真實(shí)病患數(shù)據(jù)上跑出來的結(jié)果與原先模型完全一致；第二，計(jì)算效率不能降低。只有保證這兩個(gè)前提，遷移才算成功。對(duì)這項(xiàng)“時(shí)間緊，任務(wù)重”的工作，微軟的研究員和工程師們都投入了巨大的積極與熱情。
第一天，在微軟開發(fā)者體驗(yàn)部門詳細(xì)了解了Airdoc的原有模型結(jié)構(gòu)以及訓(xùn)練和評(píng)估兩個(gè)方面的模型數(shù)據(jù)之后，微軟亞洲研究院的研究員迅速針對(duì)模型編寫出了可滿足需求的轉(zhuǎn)化器（Converter），用于模型過渡，同時(shí)基于真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練。經(jīng)過多輪的評(píng)估比較，研究員們欣喜地發(fā)現(xiàn)，遷移完全可行，這也讓大家對(duì)結(jié)果充滿了信心。
第二天，基于前一天的對(duì)比結(jié)果，在美國(guó)微軟認(rèn)知工具包團(tuán)隊(duì)的支持下，微軟亞洲研究院的研究員針對(duì)新模型的代碼進(jìn)行了調(diào)整，并且與Airdoc合作將微軟認(rèn)知工具包的代碼庫(kù)進(jìn)行了重建和整合。一切都在有條不紊地推進(jìn)。
第三天，微軟亞洲研究院的研究員相應(yīng)地將轉(zhuǎn)化器進(jìn)行了更新，并在當(dāng)晚得出了一個(gè)令人振奮的結(jié)果：基于微軟認(rèn)知工具包模型運(yùn)行出來的數(shù)據(jù)結(jié)果與此前Caffe平臺(tái)模型的運(yùn)行結(jié)果完全一致！
第四天，遷移工作全面結(jié)束，結(jié)果不僅達(dá)成了預(yù)期目標(biāo)，更是超過了所有人的設(shè)想：運(yùn)行數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率與原有模型完全一致，且在微軟認(rèn)知工具包上的GoogLeNet模型運(yùn)行效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Caffe平臺(tái)；整體模型的運(yùn)行效率提升了30%-40%。
“我一直相信微軟，相信微軟的技術(shù)。微軟技術(shù)平臺(tái)的可靠性、先進(jìn)性毋庸置疑。兼容性和開放性更是為我們創(chuàng)造了更多可能。這次合作，僅僅用了不到四天的時(shí)間就實(shí)現(xiàn)了無縫銜接，太震撼了！”Airdoc創(chuàng)始人張大磊表示， “不過其中最讓我感動(dòng)的，是微軟研究員和技術(shù)人員的科研熱情、協(xié)作精神。沒想到一封電子郵件，就開啟了雙方如此真心誠(chéng)意的緊密合作。”
“普及人工智能”現(xiàn)已成為微軟各個(gè)部門的共識(shí)。從微軟研究院到微軟產(chǎn)品技術(shù)部門，從北京到西雅圖，從云計(jì)算平臺(tái)到開發(fā)工具，人工智能正在成為微軟上下統(tǒng)一的目標(biāo)，整個(gè)微軟正在全力推動(dòng)實(shí)現(xiàn)這一愿景。
“‘一個(gè)微軟’是我們秉持的公司理念，無論身在哪個(gè)時(shí)區(qū)，哪個(gè)部門，我們的員工都將團(tuán)結(jié)協(xié)作，持續(xù)為個(gè)人用戶、技術(shù)開發(fā)人員和組織機(jī)構(gòu)提供值得信賴的技術(shù)、服務(wù)和產(chǎn)品。”微軟全球資深副總裁、微軟亞太研發(fā)集團(tuán)主席兼微軟亞洲研究院院長(zhǎng)洪小文表示。
責(zé)任編輯：黃焱林
