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用 AI 就能預測遺傳疾病!杜奕瑾偕醫界推「基因分析 PTT」,協助醫生邁向精準醫療

2019.01.31
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台灣人工智慧實驗室(Taiwan AI Labs)和微軟共同推出 AI 基因分析平台「TaiGenomics」,強調能幫醫師爬文獻、分析比對數據。創辦人杜奕瑾認為,這會是台灣邁入精準醫療時代的關鍵轉變。

數位時代/吳元熙

2018 年 12 月初,台灣人工智慧實驗室(Taiwan AI Labs)展現和台北醫學大學附設醫院合作的「AI 預測敗血症」短期成果,準確率超過 85%。搶在 2018 年結束之前,這群人工智慧專家再次拋出驚喜,與台灣微軟共同推出 AI 基因分析平台「TaiGenomics」。這一次,他們想改變什麼醫療現況?

「 未來的醫療,應該是基於一個人的遺傳基因、生活習慣、環境,去做到不同疾病預測及診斷。 」台灣人工智慧實驗室創辦人杜奕瑾說。

基因分析能做精準治療,杜奕瑾推 AI 平台幫台灣加速

杜奕瑾理想的「精準醫療(Precision Medicine)輪廓,源自前美國總統歐巴馬在 2015 年所提出,近年來不斷在歐洲、亞洲獲得迴響。簡單來說,目標是讓所有患者得到最分眾、準確的治療方式,因為同一款藥物,不見得適用所有罹患肺癌的病人,更嚴重的是,有些人甚至會因此產生嚴重副作用。

儘管影響致病的原因有先天與後天之分,但醫界一直對於「人體密碼」與疾病的關聯性高度重視。尤其是 2013 年時,好萊塢女星安潔莉娜裘莉(Angelina Jolie)發現自己有家族遺傳的乳癌基因,決定進行預防型切除手術,讓分析基因成為顯學。

「基因,並不見得是影響治病的全部因素,也可能會受到環境影響而改變。但確實有越來越多的醫療行為需要『了解基因』,」台大醫院基因醫學部主治醫師陳沛隆說。

他舉例,像是 2015 年全球首度發現,當醫師以藥物治療甲狀腺亢進時的嚴重併發症(顆粒性白血球低下)與兩個人體危險基因有關;台大醫院最近甚至將投稿期刊,認為「遺傳性聽損」有超過 80 個以上的可能致病基因。

「傳統分析定序一個基因的價格,約需要一萬元,要分析完 80 個基因,得要 80 萬;現在的次世代定序,雖可以在 3 萬元左右一次做完分析,但人體有大概 400 至 500 萬個基因變異點,哪些會影響身體功能,得花大量的時間來研究。」陳沛隆解釋。

過往在沒有 AI 協助時,第一線醫療人員或基因研究人員最大的挑戰在於:用醫學專家等級的人力進行基因定序、分析、比對基因變異與疾病表徵等過程將花費大量時間及鉅額費用,且大多只能分析部分基因,難以達成人體超過兩萬個基因的「全基因體分析」。

AI 爬醫學文獻、比對數據,讓基因分析更容易

正如同杜奕瑾當年打造 PTT,延伸出各式各樣的「個版」,帶動使用者討論風氣,累積多元且豐富的文字內容。這次推出的基因分析平台,會自動閱讀文獻、爬梳網路上公開的兩百萬篇醫療期刊與資料庫,把最新資訊提供給臨床醫師。

特別的是,「AI 鄉民」能夠幫助醫師完成基因體註解與基因變異致病性預測,透過深層神經網路來解釋包含:分子交互作用、基因網路、調控機制等生資料。「除了遺傳疾病,藥物反應與癌症基因體都有大量的資料需要 AI 幫忙建立關聯網路與預測模型。」國立臺灣大學生物產業機電工程學系教授陳倩瑜表示。

台灣人工智慧實驗室除了找上台大醫師、生物機電教授組成團隊,也希望讓 AI 基因分析平台能真正普及,因此將系統建立在微軟 Azure 雲端,減輕分析過程的資料負擔。

「光是一個人的基因檔案,容量就超過 100GB。」台灣人工智慧實驗室產品經理林盈宏強調,過去做全基因體定序,需要編碼與程式背景才能進行,再加上基因檔案龐大,又需要儲存與電腦運算能力,導致很多醫生、專家,空有檢體卻沒有工具能協助分析。

因此,TaiGenomics 主打模組化拖曳模式,能選擇特定個人資料、基因,串出分析流程,自動得到報告與基因比對結果。

不過,杜奕瑾的 AI 基因計畫仍有挑戰。陳沛隆認為,「要透過數據分析比對出疾病與基因變異的關聯性,檢體至少要十萬個,甚至上百萬才行。」另外,團隊也希望透過醫療資料,比對個人患病史和使用藥物等資訊,才能提升分析報告的準確性。

「雖然只在起步,卻是台灣重要的一刻。」杜奕瑾有信心地說。

全文轉載自數位時代,原文標題:杜奕瑾與他的AI夥伴,打造台灣基因分析「PTT」

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過剩竹子化綠金!日立將竹害變成生質能源,一年可進帳近兩億台幣

2019.01.30
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日立和地方政府合作設立 2MW 的生質發電廠,一邊去除森林中肆虐的竹子,為當地 4400 戶家庭供應綠電,在政府的再生能源獎勵制度下,該電廠一年還可進帳 6.3 億日圓。

低碳生活部落格/文:宋瑞文

一般提到生質燃料,最大爭議就是其原料常來自糧食作物的「搶糧」疑慮,但日本廠商努力開拓新的應用方法,今天這篇就要跟大家介紹一個你沒聽過的生質燃料來源——「竹子」!經「日立製作所」一番努力,不但克服過去作為生質燃料的使用障礙,還幫忙解決了當地苦惱多年的「竹害」問題。

竹害氾濫,民間組織苦思對策

戰後,日本為獲得竹筍與竹材,在全國各地種了許多竹子,不過因近年需求減弱,反而產生大量缺乏整理的竹林。由於竹子的生長力非常強,地下莖會不斷往森林內部蔓延,進而妨礙其他樹木的生長,久而久之,對樹林健康與生物多樣性皆是負面影響。據統計,目前日本境內竹林面積廣達一萬公頃,不少皆已入侵森林。

不僅如此,竹害甚至會威脅民眾的居住安全。某些民宅因生長茂密的竹子翻越圍牆,在庭園內與建築底部發現了地下莖,長此以往恐動搖地基。而且,原本可眺望藍天的窗戶,不久即被新生竹林瓜分視野,迫使屋主須協調外圍地主設法斬除,餘根還得灌藥才能斷根,非常麻煩。層出不窮的竹害,在日本衍生出專門對抗的民間組織(偕老基山事務局),主事者松原幸孝還成為有名的「抗竹達人」。

然而,對抗竹害不能一味防堵,「如何加以活用」成為更重要的議題。許多專家想到,何不把竹子當成生質燃料?

轉做能源,幫地方大賺綠金

不過,用竹做當生質能源有幾個先天困難。首先,因竹子的「鉀」含量豐富,導致燃燒溫度偏低,容易形成石炭灰等廢料。其次是「氯」的濃度過高,容易腐蝕耐火物或導熱管,不僅會對鍋爐造成傷害,還可能衍生戴奧辛等毒素。

對此,日立製作所經過一番研究想出了解決之道。他們發現生長速度快的植物,其斷面常有多孔質纖維,磨成微粒後再浸水,便可溶出、分離鉀與氯等水溶性物質。再者,日立還分析了竹子容易磨損磨刀具的原因,開發出專門的切碎機,大為提高開採和砍伐效率,讓竹子成為堪用的生質燃料。

有了技術的突破,讓日立找到願意合作的地方政府(山口縣),一起投資、設置裝置容量 2MW(百萬瓦)的生質發電廠,一邊去除當地森林中肆虐的竹子,也把前面提過的鉀與氯兩大麻煩元素,做為化學肥料的製作材料。

最特別的是,還可運用竹子為 4400 戶家庭供應綠色電力,而且在政府的再生能源獎勵制度下,該電廠一年可以進帳 6.3 億日圓(約合台幣 1.7 億元)。

把惱人的竹子變成生質燃料,除害、發電、還賺到錢,實在是一舉三得啊!

全文轉載自低碳生活部落格,原文標題:「竹害」變綠金!看日本怎麼對付惱人的竹子?

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