新一代信息通信技术战“疫”应用及发展展望

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新冠肺炎疫情发生以来,传播速度之快、影响范围之广前所未有,对我国突发公共卫生事件应急机制和疫情防控工作带来极大的考验。面对疫情,信息通信行业全面启动应急响应机制,全力保障通信网络和信息服务的高效畅通。我们看到,基础电信企业依靠创新技术应用,在最短时限实现了重点医院、疾控中心这些重要场所的通信畅达,5G+云计算+AR技术让我们以“云监工”的方式共同见证了火神山、雷神山医院建设的中国奇迹,电信大数据分析给我们提供了人员返城流动情况图、漫游地查询等辅助防控信息,这些面向疫情防控的创新服务,鼓舞了国民士气并有力支撑了各项防控工作的开展。互联网企业同样全力以赴,运用各种互联网平台和信息技术全面服务于国民的线上生活,向社会和广大群众提供线上诊疗、电商平台、远程办公、在线教育等服务,助力“停工不停产、停课不停学”,并运用AI技术和平台助力临床诊断、药物研发和医疗服务,为抗击疫情作出了积极贡献。

面对这场没有硝烟的特殊战争,面对当前疫情防控的严峻形势和社会管理的艰巨任务,科学防控、技术防控的巨大威力已经显现,以5G、物联网、大数据、人工智能等为代表的新一代信息通信技术已经广泛应用到疫情防控的方方面面并发挥起重要的基础支撑作用,下一步应充分发挥信息通信技术优势,加大研发和应用推广力度,在疫情信息的汇总发布、疫情发展的科学预判、医疗诊治的创新探索、物资调配的公允畅达、社区防控的强力有序等方面发挥更大作用。

一、新一代信息通信技术在疫情防控中初露锋芒

(一)5G+融合应用吹响了疫情反攻的冲锋号

5G网络正在核心重点区域加快部署,在满足各方基本通信需求的同时,更是通过与其他技术的深度融合,孕育出多种让人耳目一新的5G+战“疫”应用方案:基于5G的远程诊断实现了远程会诊、远程探视,全国顶尖专家即使身在天南海北,也能对典型病例的发展进程开展集中讨论和诊断分析,加快了最新治疗经验的发现和推广;基于5G网络的智能医疗机器人和巡逻机器人出现在疫情防控的前线,从事护理、派送、清洁和消毒等方面的工作,有效减少了医护人员交叉感染的风险,提升了病区隔离管控的能力和水平;基于5G的疫情防控无人机出现在街头和社区,实现了视频监控、空中喊话、体温检查等功能,最大限度提升了检测检疫工作的效率。

(二)物联网技术打造出安全高效的“技防”百宝箱

物联网技术已经应用于非接触式疫情识别、定位溯源、自动采集和远程监控方面的应用开发,贯穿于疫情排查、监测、预警、防控、救治、管理等环节,推动自动化、智慧化的“技防”来替代“人防”。比如:助力公共区域快速排查的“无感检测”服务,依靠的就是基于物联网技术开发的热成像人体测温系统,满足了在公共场所高密度人群的快速部署、远距离、精准测温需求;实施的网格化监管和社区排查管控,也是基于物联网技术,在疫情防治小区出入口部署人脸识别卡口、门禁、非接触式人体测温、智能门锁等设备,实现安全高效的社区封闭式管理;创新开发的智慧家居隔离管控系统和“电子围栏”,可以实时了解居家隔离人员开关门状态、开门需求、是否离开限定区域等信息,并在后台形成一键告警和实时提醒,实现了轻症患者“居家隔离”的高效管控;非常时期的智慧零售和市场监管,也是依托物联网技术开发出了“无人超市”、“智能物流柜”、“智能外卖柜”等非接触零售服务,可以有效消除收银人员可能变为超级传染源的巨大隐患。电子价签被用于远程监控口罩、消毒液、大米青菜等急需防护用品和日常用品的价格,让恶意涨价无处遁形。

(三)大数据分析技术吹散了疫情发展的迷雾

疫情发生以来,大数据技术广泛应用,在疫情溯源和监测、疫情态势分析和研判、疫情防控和部署等方面都起到了积极作用。政府部门利用数据共享平台协同统计并核验确诊病历人数、疑似病例人数和死亡人数等相关数据,这里面有海量数据查询和校验技术的运用,实现了收集疫情相关数据和发布疫情统计数据的实时性和准确性。工信部组织相关单位开展电信大数据分析,统计全国特别是武汉和湖北等重点地区的人员流动情况,分析预测确诊、疑似患者及密切接触人员等重点人群的动态流动情况,支撑疫情防控部署;疫情防控部门把大数据分析与新冠肺炎相关的传染病模型理论相结合,探究疫情发展规律,掌握疫情分布和发展趋势,为地方政府确定防疫工作重点区域、重点人群和重点场景,为主管部门科学化决策物资投放和管控手段提供了决策支撑。

(四)AI技术正在为疫情防控制造杀手锏武器

人工智能技术正在发挥语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等算法优势和平台能力,在疫苗研发、医用硬件、语音排查等方面厚积薄发,为提升疫情防控效能按下加速键。阿里达摩院研发的AI算法可将原来数小时的疑似病例基因分析缩短至半小时,大幅缩短确诊时间,并能精准检测出病毒的变异情况;百度LinearFold算法可将此次新冠病毒全基因组RNA二级结构预测,从前期的55分钟缩短至27秒,可以说AI技术极大提升了疫苗研发和药物筛选的效率。医用机器人、物流机器人、智能测温系统等智能设备纷纷现身战“疫”前线,这些智能医用硬件有效满足了疫情下的多种医患需求,提高了防控工作的效率与安全性。此外,基于自然语言处理技术的AI智能语音服务能够完成包括疫情进展通报、智能对话查询、智能外呼寻访等个性化信息采集及交互任务,在提升排查信息采集精度和效率的同时,可以极大减少信息宣贯及采集人员流动接触可能带来的感染风险。

二、新一代信息通信技术在疫情防控中蕴藏巨大潜能

此次抗击疫情展现出我国特有的强大执行力和制度优势,同时也暴露出公共卫生防控治理体系的一系列痛点,如复杂人口流动背景下的疫情防控问题、紧急状况下物资的科学调配问题、农村/社区等基层防控能力不足的问题、疫情监测预警信息系统尚无法全面满足决策的问题等。当前,信息通信新技术在保障生产逐步恢复,减少人群聚集、阻断疫情传播中发挥的作用有目共睹,但对照国家希望尽快创新和完善重大疫情防控举措的要求,在很多方面又与社会期待存在一定差距。实际上,在疫情监测分析、病毒溯源、防控救治、资源调配等方面,信息通信新技术的应用开发都存在巨大发展空间,在疫情防控方面的潜能亟待释放出来。

(一)疫情发展的精准预判急需加深大数据技术和资源的统筹利用

我国在SARS之后花大力气建设的国家传染病自动化预警系统在此次抗“疫”中作用有限,很大一部分原因是因为现有系统仅收集分析已知传染病的数据,未能运用大数据实现对未知突发疫情的快速预警。要充分发挥大数据防控的威力,亟待建立综合运用多方面数据的大数据分析模型,并把它应用于预警系统中。此外,电信大数据分析虽然在此次人员流动和分布结果的测算中牛刀小试,但测算精确度仍存提升空间,应加深与卫生疾控管理部门大数据的数据共享和联动分析,进一步提升疫情防控数据分析的针对性和准确性,如在利用大数据快速查找病患和密切接触者以及疫情分析预警等方面发挥更大作用。下一步,要打造更加智能、立体、主动式的传染疾病防控预警体系,更需打通医疗、电信、气象、交通、人口、互联网平台等多方面数据系统,打造应急数据资源共享通道,建立更精准的分析模型,实现全社会疫情数据资源的统筹利用,更好发挥大数据技术在前瞻性开展疫情防控工作中的支撑和服务作用。

(二)防疫物资的科学调配亟待引入区块链技术实现改造突破

疫情爆发的时候,防疫物资都成了紧缺货,社会上出现了“回收、过期、劣质口罩涌向市场”、“老年人等易感人群买不到口罩、消毒液等防护用品”、“一线医疗人员以垃圾袋来充当防护服,物资却被大量划拨到莆田系医院”等令人痛心和揪心的事件。新闻中大量报道各类医疗物资存在巨大缺口,医疗物资在调配过程中存在拨付缓慢、手续复杂、无序调拨、大量积压的现象,特殊时期如何实现相关物资的科学调配就显得极其重要,但传统技术手段很难实现社会资源跨部门、跨领域的综合实时信息共享及开放,急需信息通信新技术的引入。这里面区块链技术以不可伪造、全程留痕、可以追溯、公开透明、集体维护等特征正好可以大显身手,业界提出以区块链技术建构物资链的思路,用于支撑医疗物资的配送,将使相关信息清晰可见,全社会可以共同监督。在商品溯源领域,区块链也可以与人工智能、物联网等技术结合,如在口罩等医疗资源包装中植入芯片,即可实现运转流程中的信息全过程追溯,保证用户买到放心产品。在互联网筹款、第三方劝募、网络交易等环节也可以引入区块链技术,有效打击捐赠贪腐,增强社会互信。

(三)战“疫”期间的社会管理需要数字孪生技术的应用开发

此次疫情发生的源头是非法野生动物买卖,暴露的是城市公共区域的环境整治和监管问题。疫情管控过程中,各居民社区等基层单位“出入卡”成为抗疫奇招,但其管理方式却因事因人而异,作用效果差异较大,背后是社会管理水平的区域差异问题。大城市整体防控水平相对较高,县城、农村地区的应急管理经验和能力则相对薄弱。而且,人员、物资、信息、资金等要素跨区域高速流动,给城市流动人员管理、社区管理、疫情管控等社会治理工作带来极大挑战。数字孪生城市技术的出现,可将城市基础数据、政府业务数据、医疗、交通、物流等实时动态数据与城市实体深度融合,有效弥补传统城市管理手段的不足,把新型智慧城市建设推向新高度。如,通过数字化手段实现农贸市场等公共区域的野生动物售卖监控、环境整治和智能报警,高效防范感染源;利用数据映射实现确诊疑似人员的实时可视化监控和影响范围防护预测;利用信息模型、物联网感知传感器、北斗定位等数据实现可视化紧急物资调运车辆的远程监督和高效配送;数字孪生技术将打造智能化、实时化、数字化的网格管理,极大提升未来城市治理水平,助力重大突发事件得应急处理,极大提升城市治理水平。

(四)抗疫防护产品的升级换代为AI+技术深度开发提供广阔舞台

新冠肺炎出现后,公众对口罩、护目镜、防护服等个人防护用品非常关注,专家也在电视上不厌其烦地介绍各种口罩的防护范围和佩戴方式,但普通大众对过滤效率之类的专业术语总是不知所以。普通大众也就罢了,穿戴专业防护器具的对医护人员来说也绝不是一件轻松的事情,经常是里三层外三层,穿脱防护服一次要半小时,不但耽误医护时间,穿戴错误更是会威胁到生命安全,带来巨大的压力。全社会都在期盼好穿戴、功能全的新型智能防护产品的出现。当前材料科技的发展加上AI+物联网+云计算等信息通信技术的引入,将为抗疫防护用品的升级换代找到新方向。如通过增加压力传感器后自动判断是否佩戴正确的傻瓜口罩,增加相关传感器、通信模块实现自动空气数据采集、分析,并判断传染源和感染风险的智能口罩等。特别是随着人工智能向边缘侧的部署,可以进一步发挥AI算法和平台海量数据分析、实时决策、快速响应的优势,实现快速定位病毒宿主、随身红外体温检测与预警、感染者生活轨迹全面分析、人群接触史精准追踪等功能,极大提升个人防护能力。同时,个人设备中存储的海量数据,又助力精准防疫器具的研发再上台阶。

(五)抗“疫”时期的数字化生存为相关技术的应用开发指明了方向

疫情爆发以来,全国人民在家隔离,远程教育、线上办公、“云买菜”甚至“云旅游”都在快速发展,渐成蓬勃之态,然而多数人在使用时却发现,现场办公、课堂教学带来的关注、互动、社交等体验,是目前线上服务还很难达到的,社会上出现各种吐槽的声音:“线上办公后,我和同事间的沟通效率降低了”,“在线教育后,我们家长和孩子的负担更重了,可学习还没搞上去”。是什么让过去倍受追捧的线上数字化生活让人有了拒绝的冲动?其实还是现实表现和大众期望之间存在差距,目前的网上体验还需进一步提升。双千兆网络部署后,AR/VR+云+4K/8K+AI的技术组合将有望大幅提升数字化生存时代办公、教育、旅游等在线生活的体验,结合全息投影和摄像技术,在线会议有望如与同事面议一样立体真实,在线教育也可似老师在身边一样身临其境。同时,随着5G带来传输速率的大幅提升,大部分内容和计算功能集中在云上,AR/VR终端将更加轻薄,价格将大幅下降,网上内容会更加丰富、渲染更加真实,到那时,“云”生活将真正成为大众选择,“宅”经济也将呈现爆发式增长。

(六)互联网医疗服务的体验升级需要创新更多数字健康解决方案

疫情期间,远程医疗产品蓬勃发展,在线问诊量快速攀升,一些产品痛点也同时暴露出来:如远程视频诊疗只能解决问诊,无法实现远程检查;在线医疗相关费用保险公司难以取证,无法报销;诊后治疗药品无法及时获取等。基于新一代信息通信技术的综合数字健康产品和服务在这一领域应该发挥更大作用,如,借助VR+4K全景高清摄像头,医院专家可通过远程皮肤镜、口腔镜、听诊器和可穿戴设备进行远程检查检验;引入区块链技术,将远程医疗平台、医保报销平台、医院、药店管理平台接入统一云平台,有望实现在线医疗的实时结算、报销、药品配送等服务;利用云计算、大数据、物联网、5G、人工智能、AR/VR等信息通信技术,联动全国各地的医生、专家,为患者提供远程医疗、线上咨询诊疗、基层乡村救治、药品保障、5G+AI智能诊疗等服务是未来的趋势,能够有效缓解线下的医院压力,降低交叉感染的风险,提高诊疗医护工作的效率、效果和安全性。

新一代信息通信技术在抗击疫情过程中崭露头角、功不可没,得到社会广泛认可,但反映出的短板和弱项也不容忽视。立足当前,我们应尽快优化和开发相关系统、平台和工具,助力科学精准打赢疫情防控阻击战;放眼未来,我们要依靠技术创新,充分利用信息通信技术带来的新能力,为国家重大疫情防控体制机制和公共卫生应急管理体系的完善作出更大贡献。

作者:中国信息通信研究院产业与规划研究所科研管理与推进委员会

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