制藥公司、醫(yī)療技術(shù)公司和學(xué)術(shù)研究人員正在開發(fā)主權(quán) AI 能力，以驅(qū)動(dòng)藥物發(fā)現(xiàn)、加速基因組學(xué)和醫(yī)療設(shè)備。

在日本人口中，約 30% 是 65 歲以上的老年人。為了向他們提供高質(zhì)量的醫(yī)療服務(wù)，日本正在推行幾乎覆蓋醫(yī)療行業(yè)所有方面的主權(quán) AI 項(xiàng)目。

預(yù)計(jì)到明年，日本將產(chǎn)生近 50 萬醫(yī)療人員缺口。為了讓日本的臨床醫(yī)生和研究人員能夠?yàn)榛颊咛峁┳o(hù)理服務(wù)，日本正在使用在該國特定數(shù)據(jù)和本地計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施上訓(xùn)練而成的 AI 工具，來提高這些人員的能力。

NVIDIA Japan AI Summit 于 11 月 13 日在東京舉行，會(huì)上重點(diǎn)介紹了日本醫(yī)療行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)和院校所取得的技術(shù)突破，包括 AI 加速藥物研發(fā)、基因組醫(yī)療、醫(yī)療影像和機(jī)器人技術(shù)等。

這些由 Tokyo-1 NVIDIA 超級(jí)計(jì)算機(jī)等 NVIDIA AI 計(jì)算平臺(tái)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用由特定領(lǐng)域平臺(tái)開發(fā)而成，包括NVIDIA BioNeMo藥物研發(fā)平臺(tái)、NVIDIA MONAI醫(yī)學(xué)影像平臺(tái)、NVIDIA Parabricks基因組學(xué)平臺(tái)和NVIDIA Holoscan醫(yī)療機(jī)器人平臺(tái)。

AI 藥物研發(fā)工廠加深理解，

提高準(zhǔn)確性和速度

NVIDIA 正在使用 NVIDIA BioNeMo 支持全球三大醫(yī)藥市場(chǎng)之一的日本醫(yī)藥市場(chǎng)。NVIDIA BioNeMo 是一個(gè)端到端平臺(tái)，藥物研發(fā)人員可使用它開發(fā)和部署能夠從生物分子數(shù)據(jù)中生成生物智能的 AI 模型。

BioNeMo 包含一個(gè)可定制的模塊化編程框架以及用于優(yōu)化 AI 推理的NVIDIA NIM微服務(wù)。新加入的模型包括：AlphaFold2，可根據(jù)氨基酸序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的 3D 結(jié)構(gòu)；DiffDock，可預(yù)測(cè)分子與蛋白質(zhì)相互作用的 3D 結(jié)構(gòu)；RFdiffusion，可設(shè)計(jì)可能與目標(biāo)分子結(jié)合的新型蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。

該平臺(tái)還包含BioNeMo Blueprint。這個(gè)可定制的參考 AI 工作流目錄能夠幫助開發(fā)者將生物分子 AI 模型擴(kuò)展到企業(yè)級(jí)應(yīng)用。

AlphaFold2 的 NIM 微服務(wù)現(xiàn)在集成了 MMSeqs2-GPU，這一進(jìn)化信息檢索工具可將傳統(tǒng) AlphaFold2 流程的速度加快 5 倍。在首爾國立大學(xué)、美因茨約翰內(nèi)斯·古騰堡大學(xué)和 NVIDIA 研究人員的領(lǐng)導(dǎo)下，這項(xiàng)集成服務(wù)可將蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)時(shí)間從原來的 40 分鐘縮短至 8 分鐘。

在 NVIDIA JapanAI Summit 上，TetraScience（一家提供 AI 原生科學(xué)數(shù)據(jù)集的公司）宣布與 NVIDIA 合作，共同推進(jìn)科學(xué) AI 用例生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化落地，以此加速并改進(jìn)整條生命科學(xué)價(jià)值鏈上的工作流。

例如，為生產(chǎn)疫苗和單克隆抗體等生物療法選擇最佳細(xì)胞系是一個(gè)關(guān)鍵但耗時(shí)的步驟，而 TetraScience 的全新 Lead Clone Assistant 使用 BioNeMo 工具，將先導(dǎo)克隆選擇時(shí)間從幾周縮短到幾小時(shí)。所使用的 BioNeMo 工具包括用于細(xì)胞分割的NVIDIA VISTA-2D基礎(chǔ)模型和用于基因表達(dá)分析的 Geneformer 模型。

總部位于東京的安斯泰來制藥使用 BioNeMo 生物分子 AI 模型（例如 ESM-1nv、ESM-2nv 和 DNABERT）來加速生物制劑研究。該公司的 AI 模型可用于生成新型分子結(jié)構(gòu)、預(yù)測(cè)這些分子將如何與目標(biāo)蛋白質(zhì)結(jié)合并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，以便更有效地與這些目標(biāo)蛋白質(zhì)結(jié)合。

通過使用 BioNeMo 框架，安斯泰來將化學(xué)分子的生成速度提高了 30 倍以上。該公司計(jì)劃使用 BioNeMo NIM 微服務(wù)進(jìn)一步推進(jìn)其工作。

日本制藥公司和研究機(jī)構(gòu)

推進(jìn)藥物研發(fā)

安斯泰來、第一三共、小野制藥等日本領(lǐng)先制藥企業(yè)都在使用 Tokyo-1 系統(tǒng)。這臺(tái) NVIDIA AI 超級(jí)計(jì)算機(jī)由 NVIDIA 與日本商業(yè)集團(tuán)三井物產(chǎn)株式會(huì)社的子公司 Xeureka 聯(lián)合創(chuàng)建，用于建立藥物研發(fā) AI 模型。Xeureka 正在使用 Tokyo-1，加快 AI 模型開發(fā)和分子仿真速度。

Xeureka 還在使用NVIDIA GPU探索機(jī)密計(jì)算的應(yīng)用，使制藥公司能夠在保護(hù)專有數(shù)據(jù)集的同時(shí)，聯(lián)合進(jìn)行大 AI 模型的訓(xùn)練。

為了進(jìn)一步推動(dòng)疾病和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究，日本各地的基因組學(xué)研究人員紛紛采用 NVIDIA Parabricks 軟件套件來加速 DNA 和 RNA 數(shù)據(jù)的二次分析。

其中包括東京大學(xué)人類基因組中心，該中心是開展政府主導(dǎo)的全基因組項(xiàng)目的主要學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。該項(xiàng)目重點(diǎn)關(guān)注癌癥研究，將幫助研究人員發(fā)現(xiàn)日本人口特有的基因變異，推動(dòng)精準(zhǔn)治療的開發(fā)。

該基因組中心還在研究 Giraffe 的使用。該工具目前可通過 Parabricks v4.4 獲得，研究人員可以使用它來比對(duì)基因組序列和代表不同人群的參考基因組——龐基因組。

AI 掃描儀和顯微鏡為

放射科醫(yī)生與外科醫(yī)生提供實(shí)時(shí)洞察

日本的醫(yī)療創(chuàng)新者正在開發(fā)能夠支持放射科醫(yī)生和外科醫(yī)生的 AI 增強(qiáng)系統(tǒng)。

富士膠片與 NVIDIA 聯(lián)合開發(fā)了一款 AI 應(yīng)用，幫助外科醫(yī)生提高手術(shù)效率。

該應(yīng)用借助使用 NVIDIA 系統(tǒng)開發(fā)的 AI 模型，將 CT 圖像轉(zhuǎn)換為有助于手術(shù)的 3D 仿真。

奧林巴斯最近與 NVIDIA 和電信公司 NTT 聯(lián)合展示了云連接內(nèi)窺鏡如何高效實(shí)時(shí)運(yùn)行圖像處理和 AI 應(yīng)用。這種內(nèi)窺鏡配備了用于邊緣計(jì)算的NVIDIA Jetson Orin模塊，并通過 NTT 通信平臺(tái)的 IOWN 全光子網(wǎng)絡(luò)連接到云服務(wù)器。該網(wǎng)絡(luò)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中引入了基于光子的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了更低的功耗、更大的容量和更少的延遲。

NVIDIA 還通過傳感器處理平臺(tái) Holoscan，為日本放射學(xué)和外科手術(shù)領(lǐng)域的實(shí)時(shí) AI 機(jī)器人系統(tǒng)提供支持。Holoscan 簡(jiǎn)化了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)洞察的 AI 模型和應(yīng)用開發(fā)工作，它包含一個(gè)適用于內(nèi)窺鏡檢查和超聲波分析等應(yīng)用的 AI 參考工作流目錄。

昭和大學(xué)是一所在日本全國擁有多個(gè)校區(qū)的醫(yī)學(xué)院。該校的一名神經(jīng)外科醫(yī)生使用 Holoscan 和NVIDIA IGX工業(yè)級(jí)邊緣 AI 平臺(tái)開發(fā)了一款手術(shù)顯微鏡應(yīng)用。該應(yīng)用可以從手術(shù)顯微鏡獲取視頻片段，并利用 AI 將其實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成 3D 圖像。通過訪問 3D 重建圖像，外科醫(yī)生可以更加輕松地定位腫瘤和大腦中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，從而提高手術(shù)效率。

日本外科 AI 公司正在研究如何使用 Holoscan 驅(qū)動(dòng)為內(nèi)窺鏡醫(yī)生和外科醫(yī)生提供診斷支持的應(yīng)用，這些公司包括 AI Medical Service（AIM）、Anaut、iMed Technologies 和 Jmees。這些應(yīng)用可以實(shí)時(shí)檢測(cè)器官等解剖結(jié)構(gòu)，從而降低受傷風(fēng)險(xiǎn)，識(shí)別胃腸道癌癥和腦出血等疾病，并提供實(shí)時(shí)洞察，幫助醫(yī)生準(zhǔn)備和實(shí)施手術(shù)。

借助數(shù)字健康智能體，

擴(kuò)大醫(yī)療服務(wù)規(guī)模

老年人的慢性病發(fā)病率較高，使用的醫(yī)療服務(wù)也最多。因此，為了跟上人口老齡化的步伐，日本企業(yè)在開發(fā)增強(qiáng)患者護(hù)理的數(shù)字醫(yī)療系統(tǒng)方面走在了世界前列。

富士膠片推出了 NURA，這是一個(gè)采用 AI 增強(qiáng)醫(yī)療檢查技術(shù)的健康檢查中心集團(tuán)，旨在幫助醫(yī)生以更快的檢查速度和更低的 CT 掃描輻射劑量來檢測(cè)癌癥和慢性疾病。

該工具采用 NVIDIA 系統(tǒng)開發(fā)而成，包含了創(chuàng)建醫(yī)學(xué)影像文本摘要的大語言模型，這些 AI 模型在NVIDIA RTX GPU上運(yùn)行并執(zhí)行推理任務(wù)。富士膠片還在評(píng)估 MONAI、NeMo 和 NIM 微服務(wù)的使用情況。