大數據時代人工智能在物聯網中的應用

張朦朦 董夢男

摘要：在現今這個高速發展，科學技術發達，信息廣泛流通的社會，商業模式目前有三大趨勢：物聯網（loT），大數據和人工智能（AI）。大數據采用所有數據進行分析處理，它的應用越來越彰顯它的優勢，在電子商務，企業發展，交通運輸等行業領域幫助企業，發展優勢，促進技術發展，發展新業務，創新企業運營模式，創造高技術高發展超前景超領域的“大數據”時代。人工智能是研究使計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為（如學習、推理、思考、規劃等）的學科，主要包括計算機實現智能的原理、制造類似于人腦智能的計算機，使計算機能實現更高層次的應用。而物聯網技術就是正和運用，在采集超量數據的基礎上，發揮技術應用，創造人工智能。 物聯網實現了人與物、物與物的信息交流，而人工智能技術極大拓寬了物聯網的應用范圍、應用深度和智能化程度。人工智能加物聯網可以應用到智能農業、智能工業等行業，體現了人工智能技術特點及起到的重要作用，可能導致生產方式變革或業務流程優化，擁有廣闊的發展前景。從三個方面講述“大時代”的技術應用關系。

關鍵詞：物聯網;人工智能;大數據;智慧醫療

1 引言

物聯網是借助于電子信息技術，將物體嵌入微型感應芯片，通過射頻識別、紅外感應器、激光掃描器等信息傳感設備將物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，實現智能化識別、定位、監控和管理，使人與物體、物體與物體之間實現信息交流。在現實生活中常見的物聯網應用如遠程防盜、不停車收費、智能圖書館、遠程電力抄表等。傳統物聯網應用面臨的一些問題是：系統局限在某個行業、某個客戶內部，相對封閉，沒有形成真正的萬物互聯;智能化程度較低，應用范圍受限。本文準備從大數據，人工智能，與物聯網技術三個層面下來研究和構造現“大時代”科技高速發展的技術體系，為讀者提供一種研究思路，更好理解三種技術。

2? 基于物聯網技術人工智能的大數據時代影響和意義

“大數據”在互聯網行業指的就是這樣的一種現象：互聯網公司在日常運營中生成，累積的用戶網絡行為數據。這些數據的規模是如此的龐大，達到用G和T來衡量。大數據帶給我們的三個顛覆性觀念轉變：是全部數據，而不是隨機采樣;是大體方向，而不是精確制導;是相關關系，而不是因果關系。一：不是隨機樣本，而是全體數據：在大數據時代，我們可以分析更多的數據，有時候甚至可以處理和某個特別現象相關的所有數據，而不再依賴于隨機采樣（隨機采樣，以前我們通常把這看成是理所應當的限制，但高性能的數字技術讓我們意識到，這其實是一種人為限制）;二：不是精確性，而是混雜性：研究數據如此之多，以至于我們不再熱衷于追求精確度;之前需要分析的數據很少，所以我們必須盡可能精確地量化我們的記錄，隨著規模的擴大，對精確度的癡迷將減弱;擁有了大數據，我們不再需要對一個現象刨根問底，只要掌握了大體的發展方向即可，適當忽略微觀層面上的精確度，會讓我們在宏觀層面擁有更好的洞察力，三：不是因果關系，而是相關關系：我們不再熱衷于找因果關系，尋找因果關系是人類長久以來的習慣，在大數據時代，我們無須再緊盯事物之間的因果關系，而應該尋找事物之間的相關關系;相關關系也許不能準確地告訴我們某件事情為何會發生，但是它會提醒我們這件事情正在發生。，物聯網改變人們生活的深層次原因不僅是“互聯”，最關鍵的是智能。具備高級智能的物聯網應用會變得更智慧更人性化，并極大拓寬應用領域。近年來人工智能技術快速發展，激發物聯網應用從傳感器到數據處理平臺發生了深刻變化，極大拓寬了物聯網的應用范圍和規模程度。

3 人工智在物聯網中的應用分析——以智慧醫療為例

（一）對我國醫療信息化現狀分析

我國醫療信息化起步于上世紀 70 年代末，我國醫療信息化發展態勢良好，但建設進展緩慢，大多以業務流程信息化思想為指導，醫療數據共享程度低，存在“信息孤島”，無法提高醫療服務質量和工作效率。目前，醫療改革進入攻堅期，醫保控費的壓力急需釋放，提高醫療服務效率和質量迫在眉睫。正逢大數據、物聯網、移動互聯等新興技術突飛猛進，智慧醫療便以高調的姿態頻繁出現在行業政策中。在中國新醫療體制改革的大背景下，公立私立各家醫院大力發展醫保體制改革。由于國內公共醫療管理系統中“效率較低的醫療體系、質量欠佳的醫療服務、看病難且貴的就醫現狀”為代表的醫療問題為社會關注的主要焦點。長期以來，基于物聯網技術的分級診療制度不完善，大型醫院超負荷運營，基層醫療資源被長期閑置，導致優質醫療服務資源下沉難以執行，不能滿足多層次的健康需求。例如，大型醫院門診病人中，有 85% 以上患者為常見病或多發病，導致資深醫生超負荷工作，無法將主要精力和時間解決疑難雜癥和危急癥患者上;偏遠地區的疾病人群，得不到優質醫療服務，其結果是小病拖成大病;工作繁忙的亞健康人群止步于長時間的就診等待，導致慢性疾病得不到早期預防和及時健康管理。2015年，國家公布了第一批智慧醫療的建設理念和方案，推動了智慧醫院在我國醫療行業的應用和發展。如：武漢大學人民醫院在2016年，首先開啟了“云上醫療”，積極打造智慧醫療系統。

（二）對智慧醫療系統分析

基于物聯網的智慧醫療系統，主要目的是讓醫院有限的醫療和人力資源得到最大發揮，讓亞健康人群及時獲得預防性診療，也讓患者享受到方便，快速，均等的醫療服務。因此該系統需要滿足以下幾個方面。

（1）系統規范化，標準化。規范化和標準化是智慧醫療系統構建的基礎，也是智慧醫療系統與其他系統兼容和擴展的保證。因此系統設計時，各類感知設備應有統一的數據采集規范，各種網絡應有統一的數據通信標準。

（2）系統容易操作。目標用戶為各個年齡患者和亞健康人群，系統只有簡單便捷，交互人性化，才能滿足用戶的實際需求。

（3）系統可擴展性和靈活性。系統在設計中應為新應用開發預留相應的外部接口，同時不影響原有應用的使用效果，這樣方便用戶的自由靈活使用。

（4）系統安全性。醫療數據涉及患者的個人健康敏感信息，系統需要多層次，多措施增強應用服務的安全性，比如在數據傳輸時可采用權限控制管理，通信數據加密和無線局域網防護等手段。

（三）對智慧醫療的應用分析

1.從家庭健康系統分析。采用多種植入式，可穿戴式和接近式等無線醫療傳感器采集人體的各種生理參數，比如心電圖，血壓等等，自動將生命體征參數上傳至終端設備;同時在智能手機上安裝一個APP，就可以代替PC機成為監護系統的控制終端。系統利用終端設備的藍牙，WIFI等實現醫療數據的共享。家庭健康監護系統將可穿戴式技術與遠程醫療相結合。

2.從醫學裝備管理系統分析。醫學裝備管理系統利用物聯網技術主要是對醫學裝備產生的數據信息進行管理，包括無源醫學裝備和有源醫院裝備管理兩個部分。對于無源裝備通過RFID傳感器實時采集該裝備的使用信息和工作狀態，通過安裝在電源插頭處的無線功率傳感器監測該裝備。數據中心根據上傳的數據，利用室內定位與機器學習技術，實時分析醫學裝備的使用信息。管理者可以使用軟件系統實時查詢裝備的使用信息，以便信息統計分析;同時可以對在用醫學裝備進行追蹤管理。醫學裝備管理系統能為管理者提供合理的方案，提升醫療服務質量，具有舉足輕重的重要作用。

3.從智慧醫療服務系統分析。智慧醫院服務系統可打破地域，時間，專家資源不均等限制，整合時間碎片，為患者提供更為開放，合理的醫療服務，并開啟全新，便捷的就醫體驗;同時還可以最大限度地發揮大型醫院專家對基層醫院的幫扶作用。社會現狀經過長期發展，我國已經建立了覆蓋城鄉的醫療衛生服務體系，近年醫療衛生服務水平已有明顯提升。但隨著我國城鎮化水平的不斷提高、人口老齡化問題的日益嚴重、慢性病高發的管理不善等現狀的出現，現代醫療衛生服務面臨著社會環境帶來了的巨大挑戰，急需尋求創新模式，以解決醫療資源總量不足、分配不均衡、結構布局不合理等問題。分級診療、醫聯體及智慧化手段可提高接診效率和服務水平。建立醫養結合醫院是解決老齡化的重要途徑。技術進步隨著信息科技的迅猛發展，物聯網技術、互聯網技術、大數據及人工智能在醫院智慧化建設方面應用愈加頻繁，從而提升醫療服務的水平和實效，以求最大化地實現醫院的效能。

4智慧醫療在物聯網應用中出現的建設問題

集團化管理和區域醫療建設問題：如何推進醫療結構內部各部門之間，以及外部各個不同的醫療機構之間的信息分享，從而打造出以病患需求為核心的醫療數據管理系統，是擺在醫療機構管理者面前的一大難題。尤其是各大醫療機構對自身已經建立的醫療健康電子檔案信息的管理不規范，信息缺失甚至錯誤等問題十分嚴重，對醫療數據價值的發掘及醫療機構的管理工作帶來極大的阻礙。

（一）高新技術有待突破

智慧醫療由物聯網，大數據，云計算等眾多高新技術作為運作核心，因此任何相關技術方面的突破都將對智慧醫療的發展起到舉足輕重的作用，包括RFID等智能感知技術，3G/4G等信息互通技術，云計算等信息處理技術。具體問題，例如如何能夠長期精準地采集數據;網絡傳輸如何實現安全穩定;如何實現身份認證，責任可溯。

（二）標準不統一，存在信息孤島問題

在急救醫療調度體系方面，智慧醫療的應用前景十分光明，表面上看解決方案并不復雜，但它對急救調度流程進行了再造，使得參與各方能夠實現高效協同。醫學存在多個開發商，而不同的開發商在系統的接口及運行機制及標準方面存在明顯差異。目前，各醫院的電子病歷本和醫療信息管理體系由不同企業為醫院開發，帶有很強的個性化色彩，因而造成了醫院與醫院的信息標準差異，因為沒有患者信息的統一標準架構和統一的醫院數據庫，各醫院之間的信息不能共享，醫院仍然像是一個孤島，不能實現數據信息互聯互通。

（三）盈利與醫療規則不完善問題

從智慧醫療在急救體系中的應用角度考慮。按照傳統的企業經營思路，智慧醫療急救體系服務方案開發商通過直接為醫療機構提供產品及服務實現盈利。在醫療這種相對特殊的產業中，這種盈利模式存在一定問題，因為急救指揮系統很難向醫療機構收取費用，就算醫院沒有加入急救體系，也不能為了追求利潤而將出現突發疾病的病患送到定點醫院，畢竟如果延誤了病人的寶貴的救治時間，整個企業將承受輿論壓力，甚至導致企業陷入嚴重的品牌危機。 智慧醫療相關應用規范尚在探索，還不完善。傳統醫療服務業態的規則是經歷一個長期過程才一步步建立和完善起來，保障應用的安全和規范是醫療健康服務優先重要的標準，如各類應用所使用的技術手段還沒有專業機構的認證，一些信息的智慧醫療服務模式還沒有質量管理規范。

5解決智能問題的有效措施

（一） 統一標準：想建立一套完善的急救醫療調度體系，必須解決各大醫療機構之間的標準不統一的問題，這必然需要醫療機構的醫療系統及軟硬件設備進行大規模更新換代，從而給醫療機構帶來極高的成本壓力。重點建立智慧醫療應用業務規范，產品規范和管理規范。業務規范要明確什么是禁止性的，什么是應準性的，什么是考核監督性的，由粗到細，由傳統醫療業務規范重申逐漸到適應新形態的創新，頂層設計，逐步設計。產品規范要明確產品的技術標準，審核標準，應準標準，要確保智慧醫療服務技術和產品從信息安全，技術安全，技術適應性和互聯互通等方面，保證做到細致入微，保障智慧醫療服務產品質量和安全。管理規范要明確不同角色，不同職責，服務大概流程，管理具體節點，質量安全控制統一標準，保障智慧醫療應用有據可循，有法可依，實現互聯網技術的可持續發展。

（二）可行盈利方案：通過為患有心腦血管等，突發疾病的患者提供增值服務，例如：將這些患者的個人電子病歷存儲在急救中心，定期對病人進行檢查，當病人突發疾病時，及時將病人送至附近的醫療機構，并將其電子病歷提供給醫生，從而提升急救效率及急救質量。不過，采用這種盈利模式會極大限制智慧醫療急救體系發揮其真正作用，而且給企業帶來較高的軟硬件設備采購及維護成本，對企業資金流的穩定極為不利。

6結束語

綜上所述，在我國高速發展，高技術超前景的時代下，基于物聯網的人工智能智慧醫療系統能為用戶提供醫療健康互動服務保障，是推動健康中國建設，實現病有所醫的重要途徑。物聯網企業結合人工智能和機器學習技術是一次巨大的飛躍。盡管將人工智能應用于物聯網中，其中安全性問題仍存在較大爭議，但這些具有顛覆性意義的技術組合已經初試成功。通過提前設想應對措施，企業可以更容易的實現設定目標。大數據引領人工智能發展進入重要戰略窗口，物聯網技術促進人工智能登上重要概況模型。

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