元宇宙、數位分身虛實整合 實現「以人為尊」未來醫學

撰文記者 彭梓涵
日期2023-02-28
張嘉淵 廣達電腦技術長暨副總經理

現任廣達電腦技術長暨副總經理、廣達研究院院長,負責廣達前瞻產品研發、未來科技策略及全球研發合作,也帶領廣達BU12事業部,主導智慧醫療及健康照護等新事業。自2019年起擔任我國APEC企業諮詢委員會(ABAC)代表,並於2022年擔負數位工作小組共同主席,專業備受肯定。 張嘉淵博士除了有優秀的專業能力,還是個有溫度的科技人,強調「科技要從人文角度出發」,秉持這樣的精神,他總是能設計出貼近人們需求的系統。

責任編輯/彭梓涵


一談到元宇宙(Metaverse),大家可能會馬上聯想到電腦視覺效果,如,擴增實境(AR)、虛擬實境(VR)或混合實境(MR),但如果要深入探討元宇宙,就需要從很多面向講起。

元宇宙技術模擬航太  開發波音777

去(2022)年湯姆克魯斯的「捍衛戰士」續集上映,寫下票房史上最好紀錄,拍攝電影向來絕不用替身的湯姆克魯斯,為了演好飛行員的角色,在親飛空中前,一直都在虛擬空間中進行G力(Gravitational Force Equivalent or G-Force,也可稱「重力」)的特訓。

這樣的虛擬空間,就是我們在談的「元宇宙」概念。不過,要說起當前熱門的元宇宙,其實早在1989年,數位分身(Digital Twin)的概念就應用在全球第一架「波音777」。

一台要價不斐的飛機,要用一比一的模型進行吹風實驗,不太符合現實成本。因此,它的開發過程就是透過縮小模型,在飛機六個運動自由度,放進適當參數,來模擬飛機在天空的動態行為。

不過,從整個科技發展來看,過去在沒有這麼好的電腦問世前,物理學家、科學家很多理論,其實都是在幾張白報紙上,毫筆一揮就能導出方程式,來描述很多線性的行為。

但是像是天氣預測、蝴蝶效應等大環境變化,就很難用傳統的物理學來做全面性的解讀,因此,大家也開始思考怎麼用數據,搭配非線性的模型來解釋世界,尤其是與未來醫學連接,將其形成更有意義的科學。

「數位分身」取代試藥過程  實現4P未來醫學

不過,在智慧醫療領域,數位分身為何這麼重要?

在中醫或西醫看診,醫師在給病患第一次診療後,通常會吩咐患者回診,看用藥需不需要重新調整,這就是「Trial and Error」的過程,但這種事情,能不能交給另一個空間的的數位分身來模擬?

 以人體來看,從細胞、組織、到器官,可以產生許多數據資料,若我們將這些物理世界的數據進一步數位化(Digitization),並標註有意義的數據,讓原始數據(Raw Data)有屬性,就能運用這個數據去訓練數位分身,進一步形塑一個元宇宙。

在這個元宇宙裡面,還可再根據不同神經網絡模型,透過更多的輸入(Input)或輸出(Output),來達到預測(Predictive)、預防(Preventive)、個人化(Personalized)、病人與健康人一起參與(Participatory)的4P未來醫療。

創造執刀數位環境 助力困難手術

去(2022)年,巴西在執行全球最複雜頭部相連體雙胞胎手術前,醫師專家們就是透過元宇宙的技術協助,先在數位的環境中不斷學習、訓練和模擬,最終順利在現實環境中完成分離手術。
 
這個手術也證明,「數位環境的模擬,對真實手術來說,是重要的一環」。
 
不過,有別於人造的航太、交通工具等可以做出「線性化數據」,人類的表現是「非線性動態系統」,因此,還需要很多綜合性的科學來形塑。
 
就像是心導管手術,若只是單純將一條堵住的血管清乾淨,再加個支架,我們有可能會忽略這個新的血管,正在對整個身體系統造成其他的壓力衝擊。
 
因此,要模擬一顆跳動的心臟,就需要時間軸上垂直性的資料,廣達也因此就做了很多硬體設備,例如單導程、多導程的心電圖,並透過智能物聯網(Alot)來持續測量心跳收集數據。
 
這些數據可以先讓我們創造一顆心臟,未來,還可以運用相同的模式再造不同器官,當不同器官結合,就能變成一個人體,進而變成另一個元宇宙。

A到H大平台策略 幫助別人開發他自己的AI

不過,當我們在談整個未來,之前想的都很好,一個新冠疫情一來,很多事情都在改變,包括技術的發展,已從過往Hi-Tech (高科技),走到Hi-Touch (以人為中心的高接觸)模式,再變成Zero-Touch(零接觸)。
 
臺灣也在這條路上,只是當很多人的行為、商業模式同時改變時,就要思考在這樣的群體之下,怎樣的科技可以滿足現況,來提供服務。
 
廣達在做智慧醫療,一直秉持著事半功倍(Doing More by Doing Less)的想法,著重的並不是「有智慧的東西(Things of Intelligence)」,而是目標在「將東西智慧化(Intelligence of Things)」。
 
我們會把「人」當做大數據(Big Data)的來源,透過IoT的穿戴式裝置(Device),經AI運算的結果,將有意義的數據放到雲端(Cloud),再透過5G或6G將資料傳遞到邊緣端(Edge)。
 
在邊緣端上,廣達會把這資料當成有價值的東西,因此,我們也導入金融科技(Fintech)來保護它的安全性,如此一來,也就造就了廣達層層相扣的「ABCDEFG」策略。
 
在這樣架構下,廣達已經以QOCA品牌,將我們的Knowhow發展出可讓「醫院與醫院間串接」的QOCA atm平台、「以患者為中心照護」的QOCA apc平台、以及拓展到「以患者為主體的居家照護」的QOCA abc三大平台,在這個平台上,我們的目標是幫助更多人,做他們自己的AI。
 
這些平台也陸續從加拿大、荷蘭實際驗證應用,最後也終於在臺灣落地,現在臺灣各地都有許多合作夥伴。
 
以整個數位健康的元宇宙發展,廣達形塑的智慧醫療,正逐漸從看一個「病」,轉向看一個「人」。

「想法」決定「命運」、「數據」形塑「未來」

所以未來醫學會怎麼發展?以老子的哲學來說,「最重要還是你的想法,決定你的命運」。
 
也就是你心裡想的,會變成你講的文字,你講的文字,會變成你做的事,當那些事情做久了,就變成你的習慣,習慣最終也會變成你的個性、你的命運。
 
正如我們現在在做的,要透過怎樣的「數據」逐漸聚集成「訊息」,讓「訊息」變成「知識」,在建構的「知識」中,再將它從「聰明」(Intelligence)轉變成「智慧」(Wisdom),我們再以這個「智慧」形塑一個新的未來。
 
這是一層一層的變化,每個階段也會有不同演算法介入,不過,元宇宙的東西其實都還剛開始,廣達也在發揮當中,我們相信最好的時間都還沒來,在AI上,大家都還有很大的努力空間。

 

>>本文刊登於《環球生技月刊》Vol. 103