1月24日，北京大学理工大学教授朱怀球，在bioRxiv印前平台上发表了《深度学习算法预测新型冠状病毒的宿主和感染性》，指出蝙蝠和水貂可能是新型冠状病毒中的两个潜在宿主，水貂可能是中间宿主。
根据朱怀球团队的研究，新型冠状病毒中的RaTG13冠状病毒与云南的一致度高达96%；此外，基于深度学习的VHp (Virus Host Prediction)方法预测的结构表明，水貂病毒的感染模式更接近新型冠状病毒。
据悉，在这项研究中，团队使用了基于深度学习模型的AI技术来寻找病毒宿主。这可能是2019年国内首次将深度学习AI用于新型冠状病毒的研究。
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AI加入了抗击疫情的战斗，并深入学习寻找病毒宿主
在以前未知的新病毒出现后，确定病毒的宿主是非常重要的。由于病毒的复杂性和多样性，已知的病毒和对病毒的认识还远远不够。大多数由人类托管的病毒通常会对人类的生命和安全构成威胁，然后人们会更加关注它们。
对于一些非人类宿主的病毒，它们可能会突然变异或通过中间宿主感染人类。因此，快速发现和识别未知病毒的宿主具有重要意义，可以帮助人类了解病毒与宿主的相互作用，应对突然突变等潜在威胁，从而有针对性地防控病毒。
为了检测新病毒的潜在宿主和致病性，传统的方法是建立病毒基因库，将新病毒的DNA序列与已知病毒的基因序列进行比较，通过比较病毒DNA的局部相似性对新病毒的宿主进行模糊预测。
在2019年新型冠状病毒的宿主研究和预测中，北京大学朱怀球团队通过构建VHp算法模型，将提取的新型冠状病毒基因组与现有的病毒基因数据库进行搜索和比较。在计算能力的支持下，利用深度学习模型对病毒基因数据进行广域检索，可以实现新型冠状病毒中自然宿主的搜索和预测。
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用VHp模型计算新型冠状病毒的传染性
朱怀球团队在bioRxiv预印平台上发表的一篇论文中说：“为了构建VHp模型，我们使用了双向卷积神经网络来预测病毒序列宿主；我们将病毒宿主分为五种类型，包括植物、细菌、无脊椎动物、脊椎动物和人类；进入病毒核苷酸序列，基于深度学习VHp模型，将为每种宿主类型输出五种类型的结果，反映每种类型新型冠状病毒的传染性。”
通过分析VHp模型的计算结果，筛选出的病毒宿主包括狗、猪、水貂、龟和猫。经过分析比较，研究人员认为水貂病毒的传染方式更接近新型冠状病毒。
事实上，与传统的AI机器学习方法相比，通过AI深度学习方法训练的模型可以应用于多种不同类型的数据，并且可以与来自多种来源的数据相结合，共同完成一项任务。
在遗传数据中，并不是所有的数据都有准确的高质量数据标签，但通过深度生成模型，即使是没有高质量标签的数据也可以得到充分利用，从而使模型不断提高其性能。
因此，就AI深度学习的类型而言，除了常见的有监督学习和无监督学习之外，半监督学习和强化学习更适合，需要医学界和生物学界给予更多关注。
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深度学习AI医疗：应用前景广阔但也有局限性
在AI的应用场景中，医疗行业是最有前景的行业之一。在生物信息学领域，医药企业的药物研发、医疗设备采集的健康数据、患者的诊断以及治疗方案的确定都需要深度学习AI的应用。
深度学习的本质是一种复杂的AI学习算法。目前，深度学习被广泛应用于计算机视觉和语言识别领域。其中，计算机视觉技术在医学领域有一定的应用，如医学图像识别。
然而，深度学习在医学领域的应用也面临实际应用的局限性，其中之一就是分析过程中缺乏可解释性。其实深度学习本质上也是一种统计学习。通过总结和检索已知数据，可以优化算法来预测某个结果。
也就是说，深度学习算法的结果是在概率上对现有数据条件下结果的预测，它不能给出“问题解决过程”，而只能给出结果。这也使得现实结果难免会有一些偏差。
以新型冠状病毒中的宿主研究为例，在VHp模型计算给出结果后，筛选出的病毒宿主包括狗、猪、水貂、龟和猫，研究人员还需要进行对比分析才能得出进一步的结论：水貂病毒的传染方式更接近新型冠状病毒。
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技术的力量也需要“跨越偏见”
此外，如果输入数据样本存在“大数据偏差”，模型计算会放大“偏差”，从而影响真实场景中结果的准确性。
对于基于深度学习的医学AI来说，这样的情况几乎不能说是100%避免的，尤其是面对复杂庞大的医学数据，这样的“偏见”造成的结果更是让人无法接受。
因此，对于深度学习AI在医疗领域的落地，除了技术实现本身需要解决的问题之外，技术带来的蝴蝶效应也应该引起更多的关注。
好的一面是，深度学习AI在医疗领域的落地，是补充优质医疗资源的“良方”。同时，深度学习AI和大数据等新技术的应用，也将赋予人们面对未来“新型冠状病毒”等突发传染病的技术实力。
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我们将生活在一个分析所有数据的时代
《大数据时代》作者维克托迈尔-舍恩伯格预见：“在大数据时代，我们可以分析更多的数据，有时甚至可以处理与某个特殊现象相关的所有数据，而不是依赖随机抽样。”
数据时代，AI深度学习和算法、大数据的进步和发展将迎来一个新时代。面对肆虐的病毒，人类不会无动于衷。在新型冠状病毒爆发的艰难时刻，人们需要充满信心，以更加顽强的勇气和智慧去面对新病毒的挑战！
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