零距離科學:AI不只改變人類生活,甚至影響你的命運

零距離科學:AI不只改變人類生活,甚至影響你的命運
輸入病人的年齡等資料後,人工智能就會計算出病人在接受移植前後能存活數年的機率,醫生從而決定病人能否得到移植的機會。
我們想讓你知道的是

在今集《零距離科學》,我們會見到人工智能用各種令人意想不到的方式改變我們的生活、甚至影響人們的命運。

文:鄭昭彤(東京大學地球與行星科學系博士生)
圖:香港電台

如果你是正在輪候心臟移植的病人,在生死攸關的關頭,醫生卻告訴你:「根據人工智能的判斷,就算你做了移植手術也活不了多久,所以我們不能為你安排手術。」你會有甚麼感受?這種看來像是在科幻小說的內容,卻確實已經發生在現實中。

近年,我們又進入了新一輪的人工智能熱潮。現今的人工智能具有學習能力,能夠從錯誤中修正、從大數據中尋找規律,因此不只能夠擔任人類的工作,也彷彿擁有未卜先知的能力。在今集《零距離科學》,我們會見到人工智能用各種令人意想不到的方式改變我們的生活,甚至影響人們的命運。

比日本氣象廳要準確的天氣預測?
AI_4
2018年夏天的連續大雨,導致日本關西多處嚴重水浸,超過二百人失去性命。天災當前,準確且可信性高的預報成了拯救生命的關鍵。

如果你有看天氣報告的習慣,大概會深深感受到預報的不可靠:明明說一整天放晴,卻總會遇上突如其來的暴雨。雖然氣象學家知道大氣的運動規律,但實際計算起來卻甚為艱巨,需要用到超級電腦從現時的天氣觀測出發,計算出今後的天氣狀況。在現實中,我們難以觀測所有地方的天氣狀況。偏偏大氣卻是個「混沌」(chaos)系統,就算輸入的數值只有極小差異,也可能得出截然不同的預測──這也是我們耳熟能詳的「蝴蝶效應」。因此,要準確預測一個地方會不會下雨、甚麼時間會下雨、雨勢多大,仍然是非常困難的事。

2018年7月,日本關西連續豪雨導致各地嚴重水災,超過200人罹難,災民甚至要爬到屋頂上等待求援。日本氣象廳在7月5日下午二時發出警告,指兩日後有可能錄得破紀錄雨量,各地政府趕緊呼籲有可能受影響的市民避難。但原來在14小時前,世界知名的民間氣象企業Weathernews已經利用人工智能,早一步預告這次危機,並且準確預測廣島等地將會是重災區!

AI_5
在日本,除了官方的氣象廳外,亦有民間的氣象業者提供最新的氣象資訊和預報,當中不少會運用人工智能來改善預測的準確性。

和傳統預測方法不同,人工智能並不是從已知的科學定律出發,而是由大數據中學習、尋找規律。它分析了三年間的雷達雨雲影像,辦別出不同雨雲的活動規律,利用實時的雷達影像進行預測,空間解像度甚至可以高至250米。如果在傳統的數值模型,這種解像度需要極龐大的計算量,難以應用於即時預報。

那麼人工智能會取代傳統的天氣預報方法嗎?暫時來說,人工智能通常只應用於幾小時內的短時間預測。氣象學家更傾向結合傳統方法和人工智能,例如用機械學習模型取代某些傳統方法中計算量龐大的部分。畢竟傳統方法的優勢在於能夠解釋成因,人工智能則勝在快而準,適當地運用兩者長處,才能達致雙劍合壁。

AI_3
人工智能的降雨預測並不是從已知的科學定律出發,而是透過分析大量的數據,找出規律並應用於分析實時影像。
來自過去的犯案預告

人工智能的預測能力當然不只限於氣象,不過要說它能夠預告未來罪案的發生,乍聽上去似乎異想天開。每個人的犯案動機、習慣、時機雖有所不同,但整體來說卻有一定規律可言。開發人員運用機械學習來分析五年內超過十萬筆的罪案中附近商店的營業時間、天氣、月亮圓缺等資料,製作預測模型來判斷未來數小時來會發生的罪案以及地區,並以此制定警察的巡邏路線。

美國警方有十多個部門引入了這個系統,他們指出這可以降低罪案率。節目中跟拍了一名美國警察:警察趕到人工智能預測罪案有可能發生的超市附近,試圖找出有犯罪可疑的人。她發現一輛過期登記的車輛,截查後發現車內藏有非法藥物。

AI_7
在龐大且複雜的城市系統,我們可能會大致知道治安不太好的地區,卻難以猜測實際上會出現罪案的街道和時間。

人工智能甚至可以判斷一個人會否參與罪案。美國芝加哥的警察引進了另一套系統,分析了與幾百個嚴重罪案中有關的人的社交網絡,計算出每個人與犯罪有關係的「分數」。所謂「預防勝於治療」,警察就想到直接告知那些「高危」人士,讓他們多加防範、又或者打消犯罪念頭?

聽上去理想,實際執行之後卻引來不少抨擊。原來這個系統並沒有辦別出誰是加害者、誰是受害者。但被「溫馨提示」的人士卻因此被旁人視作潛在罪犯,有人甚至要搬離芝加哥。說到底,現今人工智能的技術愈發成熟,真正困難的也許已不是如何提供最準確的預測,而是我們人類如何善用人工智能,以及如何面對當中的倫理爭議。

AI生死判官

既然現在的人工智能可以預測天氣、罪案的發生,那麼在開頭提到用人工智能來決定心臟移植者也不是那麼匪夷所思的事。對嚴重病患來說,移植手術是他們求生的唯一方法,但卻不是每個人都能得到重生的機會。在美國,有4000名正在等候移植的病人,卻只有3000名註冊捐贈者。

誰能夠優先得到這些寶貴的機會呢?心臟的移植手術風險極高,即使手術成功,十年內也有一半的移植者過世。對於需要作出抉擇的醫生來說,當然希望接受移植的病人能活得更長。有醫院研究人員就運用30年間接受了心臟移植手術的病人的年齡、健康狀態等資訊,開發了一個系統以估算、比較病人接受手術與否的十年存活率,以此決定輪候者的優先順序。

AI_2
移植資源有限,兩個急需心臟移植的病人,誰能夠得到寶貴的手術機會?

節目對比了兩名病人的情況。第一名是位67歲的病人,系統估算他如果不接受手術,十年後只有6.5%的機率依然健在。若接受移植,這數字則會升至39%,也就是說移植會為他帶來32.5%的生存機率。醫生卻表示32.5%比很多其他輪候名單上的病人低,所以難以得到移植的機會。他向病人解釋這個系統如何幫他作出這個艱難決定後,但對病人來說這始終是難以接受。病人表示無法完全相信人工智能的計算結果。

有人歡喜有人愁,另一名病人則因為這個系統而得到移植的機會,而且術後狀態良好。因為他73歲,很多醫院都認為年過70的病人在手術後也難以久活,所以無法提供移植的機會。但人工智能卻估算,如果他接受手術,十年後有42%機率存活,對比不接受手術的零存活率提高了42%,這數字比很多病人高,所以他能夠優先接受移植。這個決定不只拯救了他的性命,也讓他重回正常人生活。

「感謝上帝!感謝AI!感謝醫生!」在和孫子玩籃球的空隙,他對著鏡頭感嘆道。

你又願意讓人工智能幫你作出改變未來、甚至關乎性命的抉擇嗎?

《零距離科學》(節目網站)集合世界各地有趣的科學紀錄片,網羅與大眾息息相關的科學資訊,啟發觀眾的好奇心和求知慾,節目逢星期五晚9時30分在港台電視31及31A播映。本集於3月6日播出。港台網站及流動程式RTHK Screen視像直播及提供節目重溫。

責任編輯︰Alvin
核稿編輯︰Kayue