智東西（公眾號：zhidxcom）
作者 | ZeR0
編輯 | 漠影
在醫療健康領域，AI正扮演越來越重要的角色。
在AI技術的助力下，醫生只需幾個小時，就能完成人類DNA的測序工作，並根據氨基酸序列預測DNA的三維結構；研究人員可使用計算機生成新的候選藥物，還能完成新藥物對目標疾病的療效測試。
這是在本週舉行的英偉達（NVIDIA）GTC大會期間，英偉達創始人兼CEO黃仁勳在其主題演講中分享的“AI+醫療”相關進展。
在他看來，數字生物學的革命尤為引人矚目，AI加速了DNA測序、蛋白質結構預測、新型藥物合成和虛擬藥物測試。過去幾年，AI藥研初創公司獲得了超400億美元的投資，數字生物學革命的條件已經成熟。
“這將是NVIDIA AI迄今為止最偉大的使命。”黃仁勳説。
從底層硬件系統到軟件平台，英偉達不斷擴展其在醫療健康領域的佈局，為該領域的計算優化提供算力與算法的雙重支撐。
在此基礎之上，3月23日，英偉達又推出一款新型AI計算平台，算力可達到254-619TOPS，以滿足醫療設備行業對部署AI應用的需求。
一、將AI技術加速引入醫療健康近年來，越來越多的醫療設備公司開始將AI及機器人技術融入到醫療設備中，為醫生診療及生物醫學研究提供動力。
為此，英偉達在四年前推出了專為醫療成像設計的Clara超級計算機平台，它能基於現有醫療設備，優化影像採集與重建、對象檢測和分割以及可視化能力，實現更高的醫療成像保真度。
利用NVIDIA Clara軟件開發套件（SDK），開發者可輕鬆在其GPU平台上部署醫療成像相關的AI、可視化或計算密集型應用。英偉達還打造了用於醫學成像的遷移學習工具包，以便醫生根據患者情況定製和調整AI應用程序。
針對“AI+醫療”領域極為關鍵的安全隱私問題，英偉達與英國倫敦國王學院合作開發了針對醫療健康領域優化的開源AI框架MONAI。它基於PyTorch，可通過行業特定的數據處理、高性能訓練工作流程、先進的可復現參考實現，優化醫療成像中的AI開發。
英偉達面向醫療健康行業打造的智能計算平台NVIDIA Clara Holoscan，基於NVIDIA AGX Orin，可將醫療設備與邊緣服務器無縫連接，助力開發者在混合計算環境中構建、部署和管理各種AI醫療影像學應用，加速高速I/O、物理處理、圖像處理、數據處理、渲染等環節，從而實現更趨近於實時的醫療設備工作流程。
Clara Holoscan SDK專為高性能流式數據應用程序而設計，用於構建新一代軟件定義設備。它彙集了預訓練模型和可擴展微服務框架，允許在設備和邊緣數據中心管理和部署應用程序，開創了行業的軟件即服務業務模式。
二、推出新型AI計算平台，算力可達619TOPS從機器人手術到研究生物學的新方法，外科醫生和科學家需要醫療設備逐步發展成為持續傳感系統，進而更好地推動疾病的研究和治療。
2022年3月23日，英偉達發佈一個可供醫療設備行業在邊緣開發和部署實時AI應用的平台Clara Holoscan MGX，可滿足必要的監管標準，符合IEC-62304醫療級規格。
它將Jetson AGX Orin工業級模塊、RTX A6000 GPU和ConnectX-7智能網卡整合到一個可擴展的AI平台中，可提供高達每秒254-619萬億次運算的AI性能。
對於高吞吐量設備，ConnectX-7能夠提供高達200GbE的帶寬以及用於GPU處理的GPUDirect RDMA路徑，有助於加快處理速度。
Clara Holoscan MGX平台還集成了最新嵌入式安全模塊，該模塊包含負責監控關鍵操作、提供遠程軟件更新和系統恢復的控制器，以及可實現最先進嵌入式安全的硬件信任根。
此外，該平台提供基於長使用壽命英偉達組件的硬件參考設計、10年的長期軟件支持，以及來自嵌入式計算合作伙伴的IEC60601認證報告。
醫療設備製造商可以直接嵌入Clara Holoscan MGX，或將其連接到現有的醫療設備安裝平台，從而使開發者能夠加速AI部署和監管審批。
Holoscan開發平台目前向早期體驗客户開放，正式上市時間是5月，並將於2023年第一季度完成醫療級準備。
一些大型醫療設備製造商和數十家機器人手術和醫學成像初創公司已基於英偉達Clara Holoscan平台進行開發。
三、首批創企用上英國最強超算，推進醫療健康研究英偉達也在用超級計算機為醫療健康領域的研究提供動力。它建造的英國最快超級計算機Cambridge-1，擔起了NVIDIA英國在產學界的AI和醫療健康合作。
Cambridge-1於去年7月正式推出，這是一個由NVIDIA DGX A100系統、BlueField-2 DPU和NVIDIA InfiniBand網絡提供支持的NVIDIA DGX SuperPOD集羣，是世界前50名最快的計算機之一，並100%使用可再生能源。
4家英偉達Inception項目的成員被選為第一批訪問Cambridge-1的初創公司，分別是Alchemab Therapeutics、InstaDeep、Peptone、Relation Therapeutics。它們將藉助Cambridge-1超算的算力來加速藥物發現、基因組測序和疾病研究。
Alchemab Therapeutics在研發對抗癌症等疾病的抗體藥物發現引擎，InstaDeep正為下一代疫苗和治療藥物的開發提供AI驅動的決策系統，Peptone在開發一種有助於分析內在無序蛋白質（IDP）或缺乏固定3D結構的蛋白質精確結構的物理引擎Oppenheimer，Relation Therapeutics正使用推薦系統技術來揭示疾病中的因果關係，推進新藥研發。
在超級計算機的支撐下，英國製藥巨頭阿斯利康和英偉達開發了自然語言處理模型MegaMolBART的最新迭代。該模型能利用AI生成新的分子。Transformer化學模型可以使用英偉達NeMo Megatron框架訓練擁有超過10億個參數的化學語言模型。
結語：AI正助力越來越多醫療成像及新藥研發創新從醫療成像、基因組學到新藥開發，AI技術在醫療健康領域的覆蓋範圍和影響逐漸擴大，助力越來越多推動手術、診斷和藥物研發進步的突破性研究與前沿創新。
追求“精準”的醫療健康行業，正成為世界上對計算能力需求最大的產業之一，從當前趨勢來看，融入AI、機器人技術的醫療設備極有可能成為未來醫療設備的主力。而影像處理和AI加速計算恰恰是英偉達的GPU相關軟硬件產品所擅長之處。
這些年來，英偉達不斷加大在醫療健康領域的投資力度，GPU已經被應用到幾乎所有醫療成像設備中，更多方便開發者及醫生使用的AI軟件工具及參考應用也在持續更新。我們期待看到在這些軟硬件資源的支撐下，科研人員們能挖掘出AI與醫療健康研究結合的更多潛力，改變醫療未來。