传统的以生产为主导的商业经济模式已无法支撑企业降本增效的需求,数据驱动企业运营模式发生变革已经成为必然的趋势。随 着数字经济新时代的到来,传统技术并不能很好地满足产业在网络化、平台化、智能化等方面的需求,如:4G 时代网络的带宽和延迟不足以支撑终端和中央无缝的联接;私有部署的传统计算无法实现算力资源规模化的整合;简单人工神经网络有限的准确率不能满足产业内对 智能应用的高精度要求。而以 5G、云计算、AI 为代表的新兴技术的发展和应用,为传统企业由电子化到信息化再到数字化搭建阶梯,通 过其技术上的优势帮助企业在传统业态下的设计、研发、生产、运营、管理、商业等领域进行变革与重构,进而推动企业重新定位和改进当前的核心业务模式,完成数字化转型。
“5G+云+AI”成为数字经济新时代的重要引擎
随着新技术、新模式、新业态对传统产业冲击的不断加强,数字化转型已经成为全球企业的共识,面对着数字化转型的浪潮,新兴数字技术的支撑作用体现的愈发明显:5G 技术以低时延、大带宽、广连接的优势,结合行业各种场景,为体验和应用带来质的飞跃,将深刻地改变人类社会的发展进程;云计算作为其中重要的力量,将汇聚更多样化的算力和应用,让政府与企业进入上云的快车道,加速产业的智能升级;基于优秀的算法,海量的数据,以及云端丰富的算力, AI 将为各个产业带来巨大的变革。
在 5G、云计算、AI 的引领下,行业越来越丰富、数据量越来越大,这就需要多元新架构的支撑,5G、云计算、AI 的融合创新发展已成为必然。“5G+云+AI”技术融合将加速数字溢出,并成为数字经济新时代的重要引擎。
(一)5G 让联接无处不在
移动通信技术的不断升级,加速了社会数字化发展的进程。 1G 时代,采用模拟信号传输,通信时面临安全性差和易受干扰等问题, 且各个国家的 1G 通信标准不一致不能全球通信。2G 从模拟调制进入到数字调制,手机具备了上网功能,但是传输速率很慢每秒 10-15kb。随着图片和视频的传输需求的诞生,人们对于通信传输速率的要求也 日趋高涨,于是 3G、4G 相继而生。3G的通信标准将信息的传输速率提高了一个数量级,上网成为了手机的主要功能。4G 相对于 3G 速率进一步提升,可以快速地传输高质量的图像、音频和视频等,满足用户对于无线网络服务的要求。但是,随着用户日益增长的使用需求,以及智能化设备的登场,未来数据流量必然会爆发式增长。目前 每个4G用户每人每月大约需要 3G 左右流量,如果运营商全面开放4G 上网套餐,则至少需要 20G 才能满足用户需求,以4G的网络能力肯定是无法承受的,从根本上解决用户日益增长的使用需求与运营商网络提供能力不足的矛盾,最好的解决方式就是 5G。
通信发展历程
5G 有三大特性:大带宽高速率、低时延高可靠和海量连接。 网络速度提升,用户体验与感受才会有较大的提高。 5G 速率较 4G 全方位提升,下行峰值速率可达 20Gbps,上行峰值速率可能超过 10Gbps。 对网络速度要求很高的业务能在 5G 时代被推广,例如,云VR 的呼声一直很高,但是目前 4G 速度不足以支撑云 VR 对视频传输和即时 交互的要求,用户还是需要依靠昂贵的本地设备进行处理。依托于5G 的高速率,云 VR 将能够获得长足发展。 5G 支持单向空口时延最低 1ms 级别、高速移动场景下可靠性 99.999 的连接。 5G 超低时延的特性可以支持敏感业务的调度,为车联网、工业控制、智能电网等 垂直行业,提供更安全、更可靠的网络连接。同时,使得自动驾驶、远程医疗等应用场景走向现实。 5G 网络每平方公里百万级的连接数使万物互联成为可能。 5G 网络面向的不仅仅是个人用户,还有企业用户和工业智能设备,5G 将为C 端和B 端的用户或智能设备提供网络切片、边缘计算等服务。5G 每平方公里百万级数量的连接能力和多种连接方式,拉近了万物的距离,实现了人与万物的智能互联。
5G特性
5G 关键特性对应的应用场景
随着 5G 商用牌照的发放和 5G 网络建设的大范围铺开,我国 5G 商用开局良好。 截至今年 7 月,全国各省市共发布 5G 相关政策文件35 个,加速 5G 在工业互联网、交通、医疗等多个行业创新应用场景,5G 时代已来。产业发展方面,5G 产业链上游设备厂商着手开发和生产 5G 设备、运营商密集建设 5G 网络、先行终端厂商接踵发布 5G 手机,同时,通信行业与垂直行业加紧开发 5G 应用。截至今年 7 月, 全国范围内已建成 5G 基站 3.8 万个,预计至 2019 年底,全国 5G 基站建设总数将进一步增加。5G 消费类终端仍将以智能手机为主要形式,同时智能穿戴设备、智能家居、智能工业应用等终端正在逐渐丰富。标准方面,5G 技术标准是一个渐进的过程,2018 年 6 月 5G 第一个版本标准完成了增强移动宽带场景,2020 年 3 月 5G 第二版本标准将完成低时延高可靠场景。在 5G 标准制定中,我国厂商做出了重要贡献,并且掌握较高比例的核心标准,在 5G 标准推进速度、推进质量方面均位居世界前列。
5G 将拉动产业链上下游高速持久的经济增长,带动我国实体经济转型为社会带来价值。 据中国信息通信研究院测算,预计 2020-2025 年期间,我国 5G 商用将直接带动经济总产出 10.6 万亿元,直接创造经济增加值 3.3 万亿元;间接带动经济总产出约 24.8 万亿元,间接带动的经济增加值达 8.4 万亿元;就业贡献方面,预计到 2025 年,5G 将直接创造超过 300 万个就业岗位。由此可见,5G 对于经济增长的贡献潜力巨大,5G 技术在改变人民日常的生活和生产方式,甚至会给社会带来根本性的变革。未来,5G 将成为全面构筑经济社会数字化转型的关键基础设施。
5G 使得海量数据的有效传输成为可能,为垂直行业的高质量发展带来新契机。 自动驾驶、智慧城市、智能家居等垂直应用已经走了很长一段时间,但暂时还没有取得突破性的发展。其中关键问题就在于网络连接,在现有的网络下,虽然速度一直在提升,但由于功耗高、可用频段少和高时延等限制,很难将所有硬件设备连接在一起,它们只是单独获得了连接能力,而并没有实现真正的连动。5G 的多种连接技术可支持海量机器类通信,满足机器类通信所需的低成本和低功耗要求。其次,在万物具备互联能力的基础上,大连接、低时延的5G 网络可以实时传输前端设备产生的海量数据,提升数据采集的及时性,为流程优化、能耗管理提供网络支撑。5G 具有媲美光纤的传输速度、万物互联的泛在连接和接近工业总线的实时能力,同时 5G 可以与云计算、人工智能技术深度融合,向垂直行业领域加强渗透, 为垂直行业的高质量发展带来新契机,助推城市的智能升级和企业数字化转型。
5G 赋能消费级和企业级应用
(二)云让计算触手可及
如果从 2006 年IBM 和谷歌联合推出云计算这个概念开始算起,云计算已经进入了第二个十年,在第一个十年里,云计算从被质疑到成为新一代 IT 标准,从单纯技术上的概念到影响到整个业务模式。虽然到目前为止,还有很多不成熟的地方值得探索,但云计算在第一个十年里已经正式确立了它的地位,已经被广泛接受并实践。现如今, 我们正处在一个全新的时代,数据呈现爆炸性增长,人类对计算的需求大大增加,并且希望随时随地获取,这将直接推动云计算成为数字经济时代的新型信息基础设施,并作为公共服务支撑下一波数字经济的发展,推动人类走入数字化时代。
云计算发展历程
随着云计算的不断发展,云计算的服务模式也在不断调整。 IT 基础设施被要求更大规模的扩展、更高的密度、更低的功耗以及更低的成本,同时要有灵活、弹性、直观与深入的管理方式,并以标准化、通用化的形式将服务提供给客户,这将很大程度上解决传统计算的服务模式固化、资源整合能力不足、资源分配时间成本高、平台化效率低等问题。云计算发展至今,其特点主要呈现为以下几个方面:
虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。
规模化整合。云里的资源非常庞大,在一个公有云中可以有几十万甚至上百万台服务器,在一个小型的私有云中也可拥有几百台甚至上千台服务器。
高可靠性。云计算使用了多副本容错技术、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,使用云计算比使用本地计算机更加可靠。
高可扩展性。云计算具有高效的运算能力,在原有服务器基础上增加云计算功能能够使计算速度迅速提高,最终实现动态扩展虚拟化的层次达到对应用进行扩展的目的。
按需服务。云计算是一个庞大的资源池,使用者可以根据需要来进行购买。
全球云市场规模及增速
云计算进入成熟期,全球云计算市场规模总体呈稳定增长态势。 2018 年,以 IaaS、PaaS 和 SaaS 为代表的全球公有云市场规模达到1363 亿美元,增速 23.01%。未来几年市场平均增长率在 20%左右, 预计到 2022 年市场规模将超过 2700 亿美元。
我国公有云市场保持高速增长,私有云市场增速趋于稳定。 2018 年我国云计算整体市场规模达 962.8 亿元,增速 39.2%。其中,公有云市场规模达到 437 亿元,相比 2017 年增长 65.2%,预计 2019-2022年仍将处于快速增长阶段,到 2022 年市场规模将达到 1731 亿元;私有云市场规模达 525 亿元,较 2017 年增长 23.1%,预计未来几年将保持稳定增长,到 2022 年市场规模将达到 1172 亿元。
我国云计算市场规模及增速
我国云计算应用正从互联网行业向政务、金融、工业、轨道交通等传统行业加速渗透。 政务行业是云计算应用最为成熟的领域,全国超九成省级行政区和七成地市级行政区均已建成或正在建设政务云平台;金融行业是云计算深化应用的重要突破口,《中国银行业信息科技“十三五”发展规划监管指导意见》(征求意见稿)指出,到“十三五”末期,面向互联网场景的主要信息系统尽可能迁移至云计算架构平台;工业云是推动两化深度融合、发展工业互联网的关键抓手, 在国家政策的指引下,全国各地方政府纷纷进行工业云发展规划,积极推进工业云的发展;轨道交通是城市运转的命脉,轨道交通信息化已经成为国家信息化重要布局,轨道交通云正处于蓬勃发展、方兴未艾的关键时期。
云计算正成为政府和企业实现数字化转型的重要信息基础设施。 对于政府来说,一方面,云计算助力政府打破信息孤岛,实现数据共 享共治,通过电子政务云平台,提高电子政务信息共享的效率,扩大 信息共享范围;另一方面,依托云平台有效推动“互联网+政务服务” 建设,极大提升了政务服务的便捷性;对于企业来说,信息化成为不 少传统企业的短板,云计算能够大幅降低企业信息化建设成本,有效 降低了企业的时间成本和资源成本,逐渐颠覆传统行业IT 部署的方式。除此之外,云计算帮助企业优化运营管理流程,企业利用云资源 可以实现弹性扩张,依托云计算资源池的共享机制,有效解决了企业 业务量波动性强带来的成本不可控问题,帮助企业实现降低运营支出。
(三)AI 让智能无所不及
AI,即人工智能,可以理解为用机器不断感知、模拟人类的思维过程,使机器达到甚至超越人类的智能。随着以深度学习为代表的技术的成熟,人工智能开始应用到数字经济的各个组成部分,促进产业内价值创造方式的智能化变革。
自诞生至今 60 多年的历史中,各行业专家学者们进行了大量探索与实践,AI 的发展也经历了多次起伏。 AI 最早于 1956 年夏天美国达特茅斯大学的一场学术会议中提出并获得肯定,标志着人工智能科学正式诞生。1956 年到 20 世纪 60 年代初,机器定理证明、跳棋程序等研究成果大大提高了人们对人工智能的关注度。但在随后的 10 年中,对人工智能过高的期待使得人们设立了许多不切实际的研发目标,例如用机器证明函数问题、依靠机器进行翻译等。这些挑战不出意外地相继落空,使人工智能的发展步入了低谷。到了 70 年代末期, 专家系统的出现让人工智能成功从理论研究走向了实际应用。专家系统通过模拟人类专家的知识和经验解决特定领域的问题,让人们开始在医疗、化学、地质等领域享受人工智能带来的价值。80 年代到 90 年代,随着美国和日本立项支持人工智能研究,人工智能进入第二个发展高潮期。期间,人工智能相关的数学模型取得了一系列重大突破, 如著名的多层神经网络、BP 反向传播算法等,使算法模型准确度和专家系统获得了进一步优化。
人工智能发展历程
如今,得益于算法、数据和算力三方面共同的进步,人工智能发展到了新的阶段,呈现出专业性、专用性和普惠性的特点。
专业性指的是人工智能具有了等同甚至超越人类专业水平的能力。 随着深度学习等技术的成熟,人工智能已不仅仅能够进行简单的重复性工作,还可以完成专业程度很高的任务。例如,阿尔法狗(AlphaGo)在围棋比赛中战胜了人类冠军,人工智能系统诊断皮肤癌达到了专业医生水平,人工智能程序在大规模图像识别和人脸识别中有了超越人类的表现。
专用性指的是目前一种人工智能应用通常仅能用于一个领域, 无法实现通用的人工智能。 面向特定任务(比如下围棋)的专用人工智能系统由于任务单一、需求明确、应用边界清晰等理由形成了人工智能领域的单点突破。虽然在信息感知、机器学习等“浅层智能”方面进步显著,但是在概念抽象和推理决策等“深层智能”方面的能力还很薄弱,存在着明显的局限性,与真正通用的智能还相差甚远。
普惠性指的是人工智能技术能够与不同的产业相结合产生新的应用,对各行各业都产生普惠效应。 图像识别,语音识别、自然语言理解等人工智能技术能够根据不同行业的需求,形成具体的应用,在各式各样的场景中发挥作用。例如,图像识别在制造行业的产品检测应用能够节省大量人力,在交通行业的车牌识别应用能够简化认证流程,在零售行业的刷脸支付应用则能够优化购物体验。
人工智能应用特点
人工智能应用的成熟,既催生了新的市场,也为传统产业的发展注入了新的活力。据IDC 统计,2018 年我国人工智能市场规模为161.9亿元,预计到 2022 年市场规模将接近 700 亿元,年复合增长率超过50%。
我国人工智能市场规模
人工智能的发展正驱动着产业内劳动力、工作方式以及工作组织形式等多方面的变革。首先,人工智能能够通过辅助人类活动显著降低工作门槛,实现工作方式的智能化变革。例如,通过在人机交互方式上应用图像识别、语音识别和自然语言理解等技术,不仅能够大大降低了用户的学习成本,还使得交互效率大幅提升。其次,通过利用人工智能取代人类工作能够更稳定、甚至更高效的完成任务,实现劳动力的智能化变革。例如,在许多现代化工厂里,大量的工业机器人和机械臂已经取代了人工岗位。结合适当的人工智能算法,甚至能够实现全流程的自动化,为企业带来更高的生产效率和生产质量。最后, 通过突破人类思维,人工智能能够创造新的流程、方法或产品,实现工作组织形式和应用方式的智能化变革。例如,通过使用机器人流程自动化(RPA)工具,企业能够使“机器人”与处理事务、数据以及与其他数字系统通信的应用进行交互,执行跨越多个应用的复杂嵌套流程。而以人工智能为基础的机器翻译技术则促成了翻译机产品的出现。语音识别、机器翻译等技术构成的翻译软件和专属硬件相结合, 为消费者提供了快速对话翻译能力,在出国旅游等情景下得到了广泛应用。
(四)“5G+云+AI”技术融合加速数字溢出
不同经济时代的发展依赖着不同的核心资源。从农业经济时代的土地和奴隶到工业经济时代的石油、煤、天然气,对核心资源的利用推动着经济的发展。而数字经济时代的核心资源——数据,自然也需要与之相配套的生产工具。在数据产生、传输、存储、计算、分析和应用的整个生命周期中,5G、云和AI 相互融合,形成了数字经济新时代从终端、边缘到中央云的一体化生产工具。
不同经济时代核心资源及生产工具对比
5G 负责对数据进行高效地传输。 工业经济时代的公路、铁路使人们摆脱了依靠双腿运输燃料的局面。5G 大带宽、低延迟的特性, 为数据提供了一条高速通道。一方面,5G 负责将海量的数据从客户端传送到云端处理。另一方面,又能把处理的结果和生成的应用迅速分发到边缘供人们使用。
云负责对数据进行计算和存储。 工业经济时代的工厂负责对原材料进行集中加工,解决了零散小作坊的效率和成本问题。云计算规模化的计算资源在对数据处理能力上同样与独立私有部署形成了天壤之别。依托于云计算技术,人们总能在短时间内获得足够的计算资源, 在节省成本的同时,极大地提升了计算效率。
AI 负责对数据进行分析和挖掘。 工业经济时代的蒸汽机和内燃机改变了燃料应用情况,将燃烧的热效率从 3%提升到 40%以上。AI 对数据的分析挖掘能力,同样带来了不同于一般统计分析的成果。某些原本只有七成左右正确率的系统,依靠深度学习等技术能够将精度提升至 95%以上,使应用的实用性获得了显著提升,进而提升了数据的价值。
5G、云、AI 在数据生命周期中的作用
“5G+云+AI”技术融合创造更大价值。资源的价值大小,很多时候取决于开采工具的经济性。5G、云和AI 各自的发展和成熟让它们的相互融合成为了可能。就像工业经济时代公路、工厂和机器的协同 曾把石油等燃料的用途从照明拓展到动力世界,5G、云和AI 的融合也正从数据中“精炼”出更多的应用价值,以数字溢出的形式加速企业、行业以及供应链等不同层面生产力的提升,成为推动经济增长的引擎。
“5G+云+AI”带来新体验、新模式、新产业
5G、云和 AI 技术的碰撞和融合将为社会带来数字溢出效益。从微观层面上看,“5G+云+AI”技术是企业构建数字业务体验平台、政府服务模式创新的重要保障;从宏观层面上看,“5G+云+AI”将加速农业、工业、服务业三大产业供应链的智能化,将数字产品和服务的理念从最初的生产者传递到最终的用户。
(一)构建数字化业务体验,推动企业生产方式变革
“5G+云+AI”为企业构建数字化业务体验提供了技术保障。 企业实现数字化业务体验的关键是要完成企业各个要素之间的数字化打通与连接。企业各个要素之间不仅是一种串联关系,而是需要通过数字化形成各个要素之间的价值发挥,构建数字化的业务体系。敏捷和创新是数字化业务能力的体现,5G、云计算、AI 等技术可以打破企业以往的管理体制、管理模式和生产方式,支撑业务创新和敏捷迭代,重构数字化的业务体系和运营体系,带来全新的业务体验。
云计算与 AI 技术的协同应用成为企业构建数字化业务的重要选择。 基于AI 芯片的云将全面提升云主机、容器、裸金属等各种形态的服务性能,加速企业数字化转型。在医疗、教育、商业、零售等诸多领域,对“云计算+AI”的智能云的需求不断增加,应用越来越广泛。Gartner 2019 CIO 调查显示,过去四年中企业部署AI 的数量增长了 270%,并在 2018 年增长了两倍。Gartner 预测,到 2021 年,70% 的企业将通过AI 来帮助员工提高工作效率,管理者正在考虑如何加速部署AI 在企业整体运营和每一核心业务流程中。云计算与 AI 的协同可以为企业减少成本和劳动力,提高企业 IT 系统的灵活性以及可扩展性,是企业发展的重要支撑。
5G 的到来为企业基于云和AI 的转型带来更大的发展空间。 作为第五代移动通信网络,5G 是高速度网络,峰值理论传输速度比 4G 网络的传输速度快数百倍,这意味着更加高速的数据传输。5G 的到来克服了过去限制企业用云计算与AI 的问题,如数据来源、传输带宽和时效性等问题。依托 5G 网络,云计算和AI 会渗透到企业内部, 众多应用将可以实现云化和智能化。基于“5G+云+AI”的合力,越来越多的企业开始进行全面的转型,进入到由云端的数据来制定决策的时期。
(二)创新数字政务新模式,提高城市资源整合效能
“5G+云+AI”正在重塑政府的服务模式,助力数字政务进入智能阶段。 基于云平台和AI 策略建设的软件化、智能化和高效化的大型数字政务系统,可以融入人脸识别、个人智能助理等创新服务,提高政务服务水平,完善政务服务环境。同时,数字政府建设应充分应用 5G 等新一代通信技术,结合云计算、AI 等信息技术共同构建新一代网络基础设施,并以数据为驱动,强化政府数据能力建设,打造开放平台、汇聚社会资源,提升服务和监管能力。
“5G+云+AI”将在城市资源整合中发挥技术优势。 智慧城市是一项涉及众多技术的复杂工程,而 5G 能让城市真正实现“万物互联”, 城市的路灯、交通路口、景区、都将纳入到智慧城市的数据平台中。但是,单纯的搜集数据会让数据成为孤岛,并不能把实际获取的数据利用到城市管理中,基于云的算力和AI 的数据挖掘分析能力,可以对城市数据进行策略定制,进而进行城市资源的有效整合。
道路设施智能化整合
(三)促进要素配置智能化,加速释放产业爆发力
“5G+云+AI”将催生智能精细的生产要素配置方式,驱动产业全新变革。 “5G+云+AI”以强大的技术能力为支撑,整合产业链上下游优势资源,助推传统产业与信息技术融合,支撑行业业态创新,并利用产业基地集群效应构筑新的数字生产力,为产业发展提供协同创新服务。
产业转型升级
“5G+云+AI”可以实现农业生产要素的精准测量及精细管理,最终实现农业产业智能化。 例如,大量的农业传感器可以通过 5G 的边缘计算特性进行实时的信息交互,获取土壤、作物、空气等农业基础信息,然后上传到云端大数据中心,通过AI 系统和专家诊断,预测气候模式并提供定向施肥策略。这些实时的海量数据产生的决策分析将驱动并引导农民在合适的时间做出最优决策,提升农业生产效率以及农作物产量,最终实现农业的智能化。随着全球数字化进程的加速, 智慧农业作为在农民数量不断减少情况下提高农业生产效率的关键举措正在变得越来越重要。
“5G+云+AI”将重构工业的生产模式,实现工业产业链中各要素的互联互通,加速工业产业数字化转型。 5G 实现产业链上各个价值要素的互联互通,高带宽、低延时的特性能够满足对工业领域实时性场景的需求,而联接产生的大量数据汇聚到云端,由云为工业应用提供多元算力,最后由 AI 平台对工业数据进行训练和推理。ICT 技术融入到工业产业发展中,可以实现工业互联的全流程信息感知和事件决策,直接驱动智能终端和智能机器人从工具向助理的角色转变,使工业产业摆脱以往“粗放、低效、高能耗”的生产模式,向着“高品质、高能效、智慧化”的方向发展。
“5G+云+AI”的融合渗透进一步释放了服务产业的爆发力。 我国第三产业服务业涉及行业点多面广,在《国民经济行业分类》(GB/T 4754-2017)中,包括批发零售、交通运输、住宿餐饮、信息服务、金融、房地产等 15 个门类。“5G+云+AI”可以变革各行各业的服务模式,例如,“5G+云+AI”使能无人驾驶、智慧物流等应用场景, 改变传统的交通运输方式。“5G+云+AI”改善 AR/VR 等新兴互动技术的体验,云游戏、VR 更衣室等应用场景加速了媒体和娱乐业的变革。未来,“5G+云+AI”将驱动服务产业更多的应用场景走向现实, 释放更大的产业价值。
近日,「睿心医疗」发布了软硬件结合的血管介入机器人, 这款手术机器人与深圳先进院合作研发,目前已完成样机。 2021年4月,睿心医疗的CT-FFR产品“睿心分数(RuiXin-FFR)”获批三类医疗器械注册证,8月公司获数亿元C轮融资,当前睿心分数已进入约600家医院。
此前,睿心医疗的产品功能集中于心血管疾病的术前诊断、手术规划;CT-FFR是通过AI结合流体力学计算,测算冠脉的 血流储备分数 ,以无创的方式评估冠心病患者的冠脉供血功能。在发布血管介入机器人之际,睿心CTO马骏博士接受了36氪的采访。
马骏曾在西门子、GE、直觉外科(达芬奇手术机器人公司)担任高管,并作为核心人员研发了达芬奇Ion(肺癌活检机器人)。2017年马骏归国,与睿心医疗CEO郑凌霄、首席科学家兰宏志联合创业,三位创始人具备医学影像、AI、机械力学和生物仿真相关专业背景。
血管介入手术机器人的应用场景,主要有三个:冠脉PCI手术、神经介入手术、外周血管介入手术。对于睿心医疗而言,因为有CT-FFR检测的基础,手术机器人与冠脉PCI手术结合可行性更强。
中国是冠心病大国,2019年中国内地完成了102万例PCI,2021年随着冠脉支架集采的推进,PCI手术也进一步放量。
“我们访谈过很多医生,既有资深的院士、学部委员、也有年轻的新锐,了解到当前血管介入手术的痛点还有很多。”马骏告诉36氪,首先,血管介入手术仍不够精准和安全,比如人手在操作导丝、导管时,会出现抖动、位移、过转等;对于多支病变、弥漫性病变等复杂情况,手术难度大、耗时久。
再者,介入手术需要同时做X光造影,产生的射线辐射会对医生身体产生损伤。 为减少射线辐射,医生在术中需要穿着重达二三十斤的铅衣,数台手术长时间站立下来,很容易产生疲惫感,不利于保持专注。
通过血管介入机器人的辅助,医生可以在导管室外操控主端,免于辐射,且能够聚焦在手术的核心环节。另外,对于中国广阔的基层医疗服务体系而言,手术机器人能够在缩短医生学习曲线的同时,帮助年轻医生的手术发挥更为稳定,降低不同年资医生间的手术效果方差。
在临床使用中,应该从哪些维度去衡量血管介入机器人的性能? 对此,马骏归纳为三点:精准性、灵活性、智能化。
精准性, 体现在机器人对导丝、导管操控的精微程度,比如Corindus公司的Corpath机器人,可以操作导丝每次递进的位置精度在1毫米。
灵活性, 是指能否在递进的同时旋转,能否可实现多器械协同等,能否可以让机器人的操作像人手一样游刃有余。
智能化 ,则可以参照 汽车 的自动驾驶,如果手术机器人整合术前的手术方案,在术中AI和影像导航的支持下,智能地推进、旋转和放置支架,将有效赋能医生。
讲述睿心血管介入机器人前,马骏以临床上应用成熟的达芬奇Ion手术机器人作为类比,讲解过程中会涉及到的核心技术。Davinci Ion是一个软管型机器人,从人的口腔进入,经由肺气管、进入肺结节,再进行穿刺,穿刺后再进行术后分析。
“Davinci Ion的成功,是因为从术前手术规划到术中影像导航,从AI算法到手术机器人的硬件,形成了一个完整闭环,去解决临床的痛点。”
在马骏看来,与达芬奇Ion相似, 血管介入手术机器人是软硬件结合的系统工程,“ 不仅需要有机器人的硬件,还需要算法、软件的支持,只有把机器人和精准诊断、手术规划、实时导航、人工智能紧密结合,才能真正实现‘超越人手’的目标。 ”
从机械设计来看,睿心血管介入机器人的总体架构是主从控制方式。具体理解,主端是医生操作端,医生可在手术室外操作推杆、遥杆开关控制从端机构动作;从端机构夹持器械实现推进、回撤和旋转。
主从同构的设计之下,机械臂的推进、旋转可模仿人手,优化医生的学习曲线,“从端有夹紧机构,有旋转传送,可以同时推进、旋转,有轴向的测力机构,可以感知受力,从而传给主端。”
从端机械臂感知导丝受力、并回传到主端的医生处,被称为“力反馈”,这一点在手术机器人的使用中非常重要。因为在冠脉PCI等诸多手术中,导丝导管如何推送、推送到哪一位置、在分支和病变处受力有何变化, 医生的“手感”非常重要,精准的力反馈能够让医生更好地驾驭手术机器人。当然,这也是技术上仍需突破的难点。
这一方面,睿心医疗正与深圳先进院合作研发“双向力反馈”技术,有望实现突破。
接下来睿心希望发挥在AI、图像算法的能力,把术前手术规划、术中实时影像导航对照,引导DSA(数字减影血管造影)到正确的位置和角度,提示病变位置,并计算支架或球囊的实时位置、与规划位置的距离,辅助导丝和机械的推进。
2019年,西门子以11亿美元现金收购介入机器人公司Corindus;2020年10月,微创医疗机器人与法国Robocath签署协议,成立合资公司,合作生产血管介入机器人R-one;国内唯迈、奥朋等也正加入这一研发行列。“血管介入机器人已经成为手术机器人的一个新增长,是一个巨大的趋势,”马骏表示。
据了解, Corindus的CorPath是当前商业化颇为成熟的血管介入机器人。CorPath GRX机器人系统售价为65万美元;在欧美市场上,一次性手术盒售价约670美元(4000元人民币左右)。 马骏表示未来睿心血管介入机器人的定价会在深度调研基础上,结合中国市场的具体情况而定。
另外,血管介入机器人涉及到的生物材料、微器件、耗材等,如何研发匹配的零部件、并控制成本也是企业必须面对的问题。
对此马骏表示,睿心在进行产品设计时,已考虑到技术和材料“卡脖子”及性价比的问题。因此,“我们现在所用的所有核心零部件,机械设计、电机选型、以及耗材的加工都是国产的。 身处深圳这一全球智能制造中心,几乎所有要用的材料、部件、耗材等都可以在方圆100公里内找到合作伙伴。 ”
目前全球范围内,血管介入机器人市场主要集中在北美、欧洲等地;由于这类产品刚刚开始推广,美国血管介入领域的机器人手术渗透率仅为0.5%左右,市场具备充分的拓展空间。
面对国内外的竞争,马骏认为,较之于腔镜手术机器人等,在血管介入机器人方面,中国与国际一流水平相比,差距并没有那么大;睿心的诊断、治疗一体化优势,也能够帮助公司在这一细分领域站稳跟脚。
所有这些物品在摆放的时候,其实都在传达某种意义。换句话说,都是在通过物品传递,本质上是在与人沟通,是一套视觉沟通系统。就像看到香槟、红酒与玫瑰,人们的第一反应是浪漫。对于多数人来说,通常使用的沟通方式是语言沟通,其实物品的摆放也有一种类似语言的作用,那么,人怎么和物品进行沟通呢?
其一,是如何解读物品摆放?
其二,是如何摆放物品?
看这张图,如果看不懂也没关系,后面会有说明。
李欧纳·科仁在《摆放:物品安置修辞法》一书中给出了八个修辞原则,或许可以帮助我们解决这个问题。
看到书名,你可能有些惊讶,修辞放在这里多少有点奇怪。
不如我们就先从修辞说起,西方最早的修辞学出现在两千五百年年的古希腊,后来专门出现了游历的智者来传授修辞学。起初,希腊人很排斥修辞学,但是市民常常参与讨论和辩论,发现修辞术很有帮助。在公元前三世纪,修辞广为希望所接受。现存关于修辞最古老的完整文本,是亚里士多德的《修辞学Rhetoric》,原书写于公元前330年。亚里士多德说“修辞是在每一事例上发现可行的说服方式的能力”。想想辩论,就是在同一个问题上的两个角度,视觉化一下,想想奇葩说那些辩手,再来体会一下修辞,或许能更有体会。
修辞学、逻辑学及文法并列为西方“三学”(the trivium of the liberal arts),是西方高等教育的必修课程。汉语中的最早的修辞一词出现在《易·乾卦·文言》:“君子进德修业。忠信,所以进德也;修辞立其诚,所以居业也”。随着现在越来越多人开始试着写作,学习演讲,我想这些确实是一个人想要有效沟通的必修课。
古典修辞系统由希腊人发展出来,原本专为公开演说这一媒介服务。它由五部分组成:
构思——确认并提出你的逻辑与观点。
组织——构想出如何以最有效的先后顺序提出论点。
风格——将具体论点用实在的语言表现出来(选择词语、句式等表达方法)。
记忆——利用一些辅助记忆的方法,帮助你把演说内容记在脑中。
呈现——用音调、措辞、脸部表情等,传达节奏和强调重点。
这个系统说来古典,其实不然,无论是构思写作、构思PPT、构思演讲,都可以用到这个套路。
构思—组织—风格—记忆—呈现
因为,单单用语言不能精确的表达这个世界。可能费尽心思的去用语言描述一组物品,最本质的部分却没有表达出来。用语言来描述也可能会遗失很多信息,或者添加许多原本没有的信息。就像单看语言,一千个读者眼中有一千个哈姆雷特。
反过来,物品也是有局限性的,比如,你无法用物品表达“桌子上没有放碗”这样的画面,就算是桌子上空无一物也描述的不是这一画面。关于肯定或者否定的陈述也无法表达,还有一些诸如“抽象”这一的词汇也是很难表达出来,如何表达大量的物品也是困难的,比如说“一兆个中国花瓶放在十万张波斯地毯上”。当然,单看物品,一个人观众眼中也有一千个“哈姆雷特”。
物品和文字一定会有很多相辅相成,互相解读之处,物质与语言两手抓吧!惟愿可以感受到这个世界的物品、语言、人各自的美,并能够表达出来自己的感受,如果将这份感受传递出来,有人/物懂,有人/物回应,达到双向沟通的效果,真是人生乐事。
终于说到八项原则了,如果你坚持看到这里,我好感动。
八项原则分为三大部分:
形体的——摆放给人的第一印象,及其技术层面。
抽象的——基于你的文化知识与常识储备,由摆放引发的联想。
整合的——一组物品摆放的各个元素协同运作的方式。
指物品以及辅助元素(如地面或背景)造成的相对视觉效果。通常一个物品愈靠前、愈中心、愈大、愈明亮,在摆放的组合中,所占的地位就愈重要。
只从层次的角度观看上图,第一眼看到的是绿色的容器,和红色附件,然后才是其他。从视觉上最吸引人的物品开始,目光转移,环视整体。
指物品与物品之间,物品与辅助元素之间的相对空间位置。比如垂直摆放、平行摆放、成一直线、对称放置等。也考虑空间模式, 比如物品之间是否有空隙,物品是否重复出现。
从排列的方面看,所有的物品都是相对书本的位置摆放的,有些碰到书本的边缘,有些在书本疯猫的上方,书本与视平面完全平行。书本之外的其他物品排成前后两行,彼此大概处于平行的位置,也与视平面平行。
指物品与辅助元素的特质,是直接诉诸感官,或是由感官牵动起的情绪。其中包括颜色、质地、图案、触感、形状、明亮程度等特质。
从观感的方面看这些物品的纹路,都是木质。(材质)
大部分有坚硬、笔直的边缘。(形状)
物品都是暖色,从米黄色到咖啡色。背景颜色是与物品颜色互补的清凉绿色,色度与摆放的物品相当(铅笔除外)。(颜色)
指“将意义进行传递与转化”。对一项书屋的隐喻,也就是将物品或者摆放的基本含义(如同词汇在字典上的定义)转变为指代其他意义的转换。
隐喻又可分成暗喻,用同一样事物指代另一样事物;明喻,明确地把一物比作另一物;提喻,用其中一个部分来代替整体,或者用更大的整体来代替部分。
隐喻包括悖论,一对看似冲突,但又同时成立的意义;反讽,用一样事物哎指代相反的意思;夸张,有意夸大。
如果你认识的话,就会很容易理解这其中的隐喻,海报上的人物是戈尔巴乔夫,曾引发——或者说准许了——苏联解体,进而在俄国意识形态的大厦里放了一把火。
红色的瓦斯野营炉是个点火措施,也是共产主义的传统代表色,旋转钮的位置就位于戈可能佩戴党徽的位置。
上方的不透光胶带,显得有点漫不经心。
昆虫或者爪子般弯折的细金属炉架也充满了戏谑。
这就是隐喻,隐喻一般需要背景文化知识的支撑。
摆放的某些层面看起来应该有些含义,但实际上没有含义的时候,就出现了神秘感。有时候,神秘感是摆放者刻意制造出的含混或者神秘莫测的效果;有时候,不过是败笔,是思路不清晰造成的混乱。
我觉得,神秘感就是勾起你的好奇心,让你问为什么这样摆放呢?是想表达什么含义呢?
比如上图中书名叫做 Vie des Formes,是“形式的生命”的意思。这些同样颜色、不同形状与功能的谜一般的物品,围绕着一本名为《形式的生命》的书放着,究竟是什么意思呢?在思考形式与材料,或是一个谜语,还是别的什么?
综合前述的层次、排列、观感、隐喻、神秘感综合考虑后,便可以得出摆放的意义,可能是一则有前因后果的故事,也可能是一则抽象的故事,或者是一幕场景。
综合之前的几项原则,构图呈三角形,轴对称摆放。大件颜色明亮,小件是白色和透明色,夸张的桌子尺寸,好像前卫的画风,有难以名状的奇艺干。
按照叙事性来看,有几种可能,前卫风格的咖啡厅、舞台的道具、家具展厅的展示品、一件艺术装置。
指摆放的可理解性,即摆放所表达的概念或者感觉是否清楚,以及相互之间的关联性。连贯性的一个重要维度是一致性,一致性可以用主题(摆放的主旨)、合理性(由有序序列、几何形状及其他外部证据显示出的自然与/或逻辑关联)、同构性(摆放的元素之间显示出的等同,比如主导配色,反复出现的形状),聚集(物品与物品直接是以堆放、挤压或其他方法连接起来)等方式表现出来。
物品彼此之间有实体层面的联系,整体的观感也很强烈,这使得整组摆放是连贯的。左边和右边还有一个强烈的主体关联——依赖和支撑。
指一组摆放可激起你兴趣的程度,可用三方面的因素来衡量:兴趣维持时间;影响深度;引起了你多大的回应,激发你产生了多少新点子,引发了多少感动。
拟人从本质上来说,就是一种共鸣。把这类物品建构成一个机器人的模样,唤起一种幽默感和荒诞感,而生动的颜色则激活并加强了共鸣的感觉。
作者对23幅插画,从以上8个修辞原则进行了解读。我在每个原则,各选取了一张图进行说明。我想这已经回答了开篇提出的问题,如何解读物品摆放?如何摆放物品?
1.无论是用来解读还是用来摆放,无论是用其中的某一条还是某几条,这八个原则都会给人以启发,多多尝试、观察、创造。
2.同一个元素,从不同的原则去解析,可能得出不同的意义,不同的人也会赋予不同的含义。物品摆放也好,看书观影也好,本身都是主观和个性的,都是你看待世界的一种方式。
3.这八个原则,不仅适用于物品的摆放,对于拍照,看画,看电影,都可以参照这个体系去思考。如果随便就层次、观感、隐喻、神秘感等方面随便扯上几句,用来装B也是极好的。
4.关于写作,如果不知道如何描述一个场景,下次我学会了如何凑字数。
另外,日本人不写关于Wabi-Sabi的书,李欧纳·科仁写《Wabi-Sabi侘寂之美》。
设计与艺术教育中通常只会出现整体、平衡、和谐、构图线条、正确比例等词句,李欧纳·科仁写《摆放:物品安置修辞学》。
两本装帧精良又简洁富含诗意的小册子,我喜欢。