于 浩，呂東方，邱影悅，張 幔，杜 萍

（海軍軍醫(yī)大學基礎醫(yī)學院，上海 200433）

0 引言

1956年，在達特茅斯夏季人工智能（artificial intelligence，AI）研究項目研討會上，“AI”一詞被正式提出，專家尼爾遜認為，AI是關于知識的學科，是怎樣表示知識以及怎樣獲得知識并使用知識的科學[1]。AI技術自誕生以來，一直被用于改善人類生活。2017年國務院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中指出，AI技術主要的應用層面集中在機器人、金融、醫(yī)療等領域。其中AI醫(yī)療的核心是運用智能算法對資料案例和數(shù)據(jù)庫進行篩選決策，以顯著提高醫(yī)療機構的工作效率，并大幅度降低醫(yī)療成本[2]。

目前，AI技術在軍事領域的應用程度是現(xiàn)代化軍事能力的重要指標，例如歐美國家十分重視AI技術在軍事醫(yī)療技術領域的融合應用和綜合發(fā)展。我國將AI技術在軍事領域的應用已定為國家戰(zhàn)略，并逐漸實現(xiàn)現(xiàn)代化軍事領域內的彎道超車[3]。

在軍事醫(yī)學領域中應用AI技術可以完善戰(zhàn)地救護機制，強化戰(zhàn)地救護獨立性并升級戰(zhàn)地救護能力。本研究在同步傳輸生命信息、輔助決策、執(zhí)行救護任務等方面對AI技術在戰(zhàn)地救護領域的影響進行初探，旨在為提升戰(zhàn)地救護領域的現(xiàn)代化醫(yī)療救護水平提供參考。

1 AI技術在戰(zhàn)地救護領域的應用現(xiàn)狀

戰(zhàn)地救護即在實戰(zhàn)和演習過程中對負傷的參與人員進行及時救治，將實戰(zhàn)和演習的傷亡率降至最低的行為，其意義在于激活傷病員重返戰(zhàn)場的潛在性，也是部隊持續(xù)戰(zhàn)斗力的保障[4]。AI技術在戰(zhàn)地救護中的應用主要包括同步傳輸生命信息、輔助決策及遠程救援等。

1.1 同步傳輸生命信息

2014年，在某次實兵對抗衛(wèi)勤保衛(wèi)演習期間，全體士兵在軀干和四肢穿戴智能傳感設備，通過北斗導航傳遞其體征和實時位置等信息，利用AI算法感知傷員位置狀態(tài)，并將信息回傳衛(wèi)勤保障機構[5]。當士兵受傷或者生命體征出現(xiàn)異常時，智能傳感設備將同步傳輸生命信息至戰(zhàn)地救護指揮所，避免因傷病員感知障礙而延誤治療的情況發(fā)生，保障士兵的生命安全[6]。美國海軍不斷研制全新AI戰(zhàn)地救護裝備，如IVAS HoloLens設備于2021年9月投入使用，該設備加強了生命信息同步功能（涉及全息影像、熱成像、傳感器、全球定位系統(tǒng)和夜視技術），其特有的激光雷達測繪、物體識別等技術，是西方國家在民間救援任務中的標配[7]。英國、法國、德國等科技水平較高的國家一直致力于研發(fā)生命信息同步傳輸設備智能化的軟件系統(tǒng)，這需要眾多學科領域通力合作，例如災難學、工程學、護理學等，并研發(fā)具備勘探、搜尋和救助等實用功能設備的軟件系統(tǒng)[8]。當前，戰(zhàn)地救護設備的遙感軟體系統(tǒng)實現(xiàn)了信息穿透和信息傳輸，是現(xiàn)代戰(zhàn)地救護智能化的標志[9]。

1.2 輔助決策

近年來，AI混合算法能自動化識別病情，其主要被用于生理病理、皮膚、心臟影像等層次的篩查和診斷，依據(jù)算法提取關鍵信息匯總成報告，形成初步診斷，在戰(zhàn)場上有助于傷員分類和提高救護效率、制定進一步檢查及后期治療方案，并預計療效[10]。

目前，國內多家醫(yī)院已經研發(fā)出多款智能診療（intelligent diagnosis and treatment，IDT）系統(tǒng)[11]，但只限于民間醫(yī)療，兼容戰(zhàn)場的IDT系統(tǒng)較少。美軍研發(fā)的EPIC 3 RI語音通信系統(tǒng)適用于綜合性戰(zhàn)場的智能診療系統(tǒng)，其具備輔助戰(zhàn)場決策功能，此類系統(tǒng)還衍生出監(jiān)測戰(zhàn)創(chuàng)傷、診斷和治療的自動強化戰(zhàn)傷救護系統(tǒng)[12]。在戰(zhàn)地救護領域，美軍積極運用AI技術，美國國防后勤局（Defense Logistics Agency，DLA）在2007年開展名為“深綠”（Deep Green）的項目，即戰(zhàn)場救護由AI技術輔助決策。智能化輔助決策是一種Potter（波特）分類樹模型，其能夠計算傷病員被施救后并發(fā)癥發(fā)生的概率[13]，在士兵自救、簡易手術指導、治療士兵創(chuàng)傷后精神失調和改善士兵情緒等方面取得一定成果。戰(zhàn)場救護AI輔助決策技術標志著AI技術正式融入戰(zhàn)地救護領域，可充分提高戰(zhàn)地救護效率和降低戰(zhàn)地救護人員的工作風險。

1.3 執(zhí)行救護任務

目前，AI戰(zhàn)場救援的主要承擔者是第一反應機器人（first responder robot），它的主要任務是危險環(huán)境救援[14]。除此之外，還有檢測戰(zhàn)傷的機器人，例如智能檢傷分類機器人，其被應用于自動插管的蛇形機器手、一體式便攜X射線機、采血裝備等[15]。新興的機器人手術系統(tǒng)（robot surgery system，RSS）是AI技術與戰(zhàn)地救護結合的熱點，可分為獨立型、遠程型和協(xié)作型[16]，其中遠程型RSS可有效解決戰(zhàn)地救護人員工作環(huán)境危險的問題，它由醫(yī)生直接根據(jù)系統(tǒng)傳感器收集的數(shù)據(jù)和實時圖像反饋在遠程控制下進行手術。國內一些三甲醫(yī)院已配備RSS，具備進行遠程腦外科手術的能力，這為戰(zhàn)場實施緊急顱腦損傷控制手術提供了有效經驗[17]。同時，無人機和高機動性能機器人也已廣泛用于執(zhí)行軍隊衛(wèi)勤保障任務[18]，在執(zhí)行航海任務時，RSS也可用于搜救海上落水傷員[19]。

我國AI戰(zhàn)地救護項目的研究起步較晚，大部分RSS由國外引進。解放軍總醫(yī)院與北京航空航天大學合作研發(fā)的RSS是黎元BH-600型機器人，其于2003年第一次完成復雜的顱腦手術[20]。黎元BH-600型機器人經過國內多家醫(yī)院的檢測，具備在戰(zhàn)場實施緊急顱腦損傷控制手術的功能[21]。國外AI技術在傷員護理領域的應用比較成熟，例如由日本軟銀集團研發(fā)的護理型機器人“Pepper”于2014年6月首次亮相，其可以獨立完成健康監(jiān)測、取藥、喂飯、輔助起居等任務，并可詳細記錄相關情況；由比利時ZoraBots公司研發(fā)的護理型機器人“左拉”，其具備心理輔導、輔助康復運動的功能；德國弗勞恩霍弗制造工程與自動化學院研制的護理型機器人Care-O-bot@3，具備整理家務、情感交流的功能，可專門負責照顧行動不便的患者[21]。

2 AI視域下戰(zhàn)地救護的機遇和挑戰(zhàn)

當前AI技術在軍事領域中的應用處于快速發(fā)展階段，主要集中在加強武器裝備的遠程打擊、智能追蹤、徹底毀滅能力等方面，這也是AI技術在戰(zhàn)地救護領域發(fā)展的相應挑戰(zhàn)點，但這些應用仍處于試驗階段，其發(fā)展方向、人才機制、技術安全等都面臨挑戰(zhàn)。

2.1 AI技術為戰(zhàn)地救護發(fā)展提供機遇

戰(zhàn)爭是以武器裝備水平為主要標志的客觀發(fā)展過程，AI技術在武器領域的應用有目共睹，可以說AI技術締造的現(xiàn)代化武器裝備反映了現(xiàn)代化戰(zhàn)爭的本質。AI技術在推動武器發(fā)展的同時，也在推動戰(zhàn)地救護領域的發(fā)展[22]。

2.1.1 戰(zhàn)地救護技術水平增強

目前，我國戰(zhàn)地救護人力資源不足，與美國的戰(zhàn)地救護相比還存在科技上的差距。如果AI技術能在戰(zhàn)地救護方面得到深層次的應用，不僅能有效提升戰(zhàn)地救護的技術水平，還能保障戰(zhàn)地救護的質量。伴隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭的信息化、智能化武器裝備系統(tǒng)的應用，應將戰(zhàn)地救護工作系統(tǒng)與移動端設備有機結合并形成網(wǎng)絡化、智能化救護隊伍。借助AI技術完成傷員身份匹配，能提高傷員救治信息的準確率，減少使用過敏性藥物的情況發(fā)生，保障戰(zhàn)地救護安全?，F(xiàn)實中傷員的日常護理和服務大多由護理人員完成，假如由AI護理機器人協(xié)助或獨立完成，可節(jié)約大量的人力和物力，有效提高現(xiàn)有戰(zhàn)地救護技術水平，有助于完善信息化、智能化戰(zhàn)地救護系統(tǒng)。

2.1.2 戰(zhàn)地救護信息管理優(yōu)化

AI技術的自主性是簡化戰(zhàn)地救護冗雜人工流程的一把鑰匙，其能夠高速傳遞有效信息，替代人力進行重復性工作。當前，具備處理戰(zhàn)地救護信息的系統(tǒng)是弱化AI系統(tǒng)，其只能抽象地分析數(shù)據(jù)的表面邏輯關系，缺乏整體性綜合判斷的強化AI處理能力。強化AI綜合處理平臺處理戰(zhàn)場救援信息后，生成自救方案和救護方案分別傳送給傷員和救護小隊。這意味著，救援過程將最大程度地縮短信息采集、傳遞、處理、反應時間和冗雜人工流程的時間，為傷員爭取救治黃金時間。

2.2 戰(zhàn)地救護發(fā)展面臨挑戰(zhàn)

未來動物、生物武器[23]和激光武器[24]將會成為戰(zhàn)場主要武器，動物、生物和激光所至之處皆為戰(zhàn)場，被攻擊一方短時間內傷員倍增，而傳統(tǒng)的戰(zhàn)地救護機制無法應對現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的大量傷員，將面臨巨大挑戰(zhàn)。

2.2.1 作戰(zhàn)模式要求

美軍利用AI技術整合海、陸、空、天、信息、心理等多領域作戰(zhàn)模式，實施廣泛的一體化作戰(zhàn)，形成了軍事領域的絕對優(yōu)勢。在海灣戰(zhàn)爭和科索沃戰(zhàn)爭中，美軍使用了貧鈾炸彈，它會產生具有輻射性的有害物質，醫(yī)護兵救護傷員的路線被輻射區(qū)阻擋[25]。美軍士兵選用自動化、舒適化、集合化的AI救護裝備，通過自我救護來克服醫(yī)護兵無法通過輻射區(qū)的現(xiàn)實情況。如今，我國借助AI技術的快速發(fā)展將戰(zhàn)場法則和救護原則匯聚在一個超級機器人身上，其遠程監(jiān)測和信息傳輸功能使戰(zhàn)地救護的問題解決樣式更豐富、操作更精準，從而可以高效地執(zhí)行各種危險任務。

2.2.2 性能要求

在AI戰(zhàn)地救護性能方面，一般情況是使用力學性能測試及模擬試驗系統(tǒng)評估數(shù)據(jù)、建立數(shù)據(jù)庫并以此訓練機器學習算法模型，當模型AUC值為0.96時，可精準預測傷員的昏迷評分、血氧飽和度，區(qū)分傷情狀態(tài)，智能地排列出傷情等級，提高了戰(zhàn)地救護的工作效率[26]。同樣，智能檢測系統(tǒng)——靶向實時預警系統(tǒng)通過對士兵的生命信息動態(tài)分析后，成功對生命體征消亡時序作出預測，為優(yōu)先救護高危傷員提供依據(jù)。因此，戰(zhàn)地救護人員可以有選擇性地安排救護對象順序，對部隊的持續(xù)戰(zhàn)斗力提供了有力保障。AI技術還能夠對信息進行深度解析，預測潛在疾病信息，并制訂治療潛在疾病的方案，以減少潛在疾病對生命健康的威脅，長期穩(wěn)定維護生命健康安全[27]。然而需要注意的是，由于部分AI戰(zhàn)地救護設備也存在算法錯誤的傾向，AI制訂的戰(zhàn)地救護方案仍然需要經驗豐富的專家審核，避免發(fā)生輕信技術、忽視全局的戰(zhàn)略錯誤。

2.2.3 人才培養(yǎng)要求

AI技術是突破空間、時間界限的技術，具有仿真性的醫(yī)療培訓可廣泛培養(yǎng)醫(yī)學類軍校護理學員適應戰(zhàn)地救護的能力。大多數(shù)國家運用AI技術介入戰(zhàn)地救護訓練，智能記錄整個訓練的全過程，并時刻與數(shù)據(jù)庫進行比對調整以優(yōu)化訓練方案[28]。2001年美國海軍為醫(yī)務人員開發(fā)了一套用于培訓其應急反應能力的虛擬仿真教學系統(tǒng)[29]，該系統(tǒng)是美軍研發(fā)的三維模擬學習平臺“Pulse”的基礎，是遠程教學和虛擬教學一體化的教學平臺，它嵌入不同的模擬場景來訓練學員的護理能力，教員可在救護界面查看學員救治傷員的情況，同時提供多人模擬實地救護的戰(zhàn)術訓練[30]。近年來，我國科研工作者開發(fā)了基于AI技術的軍事醫(yī)學教育平臺或系統(tǒng)，其中以虛擬現(xiàn)實技術應用最多，主要用于創(chuàng)傷救治訓練、虛擬外科手術、軍事醫(yī)學教學等領域[31]。

2.2.4 技術安全要求

2007年美國AI專家聯(lián)合簽署了《阿西洛馬人工智能原則》，該原則呼吁全世界AI領域的工作者恪守人類利益和公共安全，提出數(shù)據(jù)采集和應用帶來的安全問題[32]。但AI系統(tǒng)的安全問題不是研發(fā)AI戰(zhàn)地救護系統(tǒng)的重點，目前，存在的3個明顯的安全問題如下：（1）規(guī)范AI技術的法律遠落后于推廣應用AI技術的速度，這也必然導致AI戰(zhàn)地救護設備的安全性問題無法得到法律保障；（2）假如敵方盜取控制權，修改設備編碼，由救護設備變?yōu)闅淦饕彩强赡艿?，這將增加前線士兵的風險系數(shù)；（3）AI戰(zhàn)地救護設備收集士兵的生理體征、作戰(zhàn)習慣、精神狀態(tài)、服藥記錄等信息，一旦被敵軍掌握，有可能通過數(shù)據(jù)信息實施反向打擊。

3 基于AI技術制訂戰(zhàn)地救護策略

現(xiàn)階段戰(zhàn)地救護的發(fā)展目標應以AI技術高度運用于未來戰(zhàn)爭為背景，借鑒現(xiàn)代戰(zhàn)爭中AI技術的應用成效，建立智能救護機制、強化獨立研發(fā)能力和升級智能裝備體系。

3.1 建立智能救護機制

傷亡率是衡量戰(zhàn)地救護水平的標準。AI單兵救援裝備能夠智能地實現(xiàn)傷員的自救、互救，為專業(yè)救援人員抵達戰(zhàn)現(xiàn)場爭取時間，最大程度保障傷員的存活可能性。一般來說，戰(zhàn)地救援方案源于數(shù)據(jù)分析，即戰(zhàn)傷病例、軍事演習、國內外救援活動以及現(xiàn)實戰(zhàn)地救援人員、裝備、方案等數(shù)字化內容，它們都會轉化成為AI算法學習的有效數(shù)據(jù)樣本。戰(zhàn)地救護機制向低傷亡率方向發(fā)展，將會是AI與戰(zhàn)地救護最佳的融合點。智能化戰(zhàn)地救護機制是AI戰(zhàn)地救護的發(fā)展總目標，這一目標的實現(xiàn)程度標志著各國在現(xiàn)代化軍事進程中動員的社會各階層的力量。借鑒國外的科學技術成果是發(fā)展智能化戰(zhàn)地救護的科學經驗，要辯證地吸收國外科技成果，以實現(xiàn)低傷亡率的智能化戰(zhàn)地救護機制。

3.2 強化獨立研發(fā)能力

我軍AI技術距離大范圍應用還存在技術瓶頸，在戰(zhàn)場上缺乏救援條件的情況下，受傷士兵只能自我救助，缺乏遠程救援技術支援[33]。戰(zhàn)地救護有“白金10分鐘”“黃金1小時”的說法。戰(zhàn)地救護設備的研發(fā)應以基本原則為主，緊扣AI技術的發(fā)展趨勢，以實際數(shù)據(jù)為基礎，借鑒國外團隊的數(shù)據(jù)，深入實際營區(qū)收集傷病員資料，將AI技術融入相關設備的研發(fā)中，或者改進現(xiàn)有設備的缺陷?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭中，海戰(zhàn)和空戰(zhàn)的作戰(zhàn)環(huán)境特殊，對后勤裝備的物質屬性均有一定要求，綜合集成的系統(tǒng)能夠簡化操作、提高利用率。

3.3 升級智能裝備體系

AI技術在軍事醫(yī)學中的應用正處于快速發(fā)展階段，面臨著缺乏有效數(shù)據(jù)、發(fā)展模式前瞻性不足等問題，而AI設備的研發(fā)仍處于弱AI階段，離不開大型數(shù)據(jù)庫的支持。AI技術的發(fā)展趨勢給救護領域相關的知識和經驗提供一個匯聚的可能性，從而更高效、輕便、精準地整合救護數(shù)據(jù)，并運用網(wǎng)絡平臺、一體化信息等數(shù)字技術組建數(shù)據(jù)庫[34]。由于戰(zhàn)爭爆發(fā)的偶然性和升級智能裝備的迫切性，一方面要從“深度學習-貪心算法”的升級入手，為未來戰(zhàn)爭做充分準備；另一方面需構建大型戰(zhàn)地救護數(shù)據(jù)庫，將研究數(shù)據(jù)與設備研發(fā)相結合，從而使設備具有應對現(xiàn)代戰(zhàn)爭的使用價值。此外，AI戰(zhàn)地救護設備欠缺通用性和兼容性，無法實現(xiàn)靈活組裝和拆卸，很難配合作戰(zhàn)武器使用，增加了作戰(zhàn)單位的困難。應針對AI設備的低智能化的問題，集中研發(fā)應用于實戰(zhàn)的戰(zhàn)地救護設備，力求經過10 a發(fā)展，實現(xiàn)以智能化艙、車、箱為主體，以智能隨身裝備為常備裝備，預防與救護相結合通用的智能化裝備體系。

4 展望

目前，AI技術尚處于弱智能時代，并不具備創(chuàng)造的功能，因此，現(xiàn)在的AI戰(zhàn)地救護設備更多被應用在反映戰(zhàn)地救護信息、分析客觀數(shù)據(jù)等機械化領域。AI技術研發(fā)不能脫離現(xiàn)實戰(zhàn)場需要，現(xiàn)實戰(zhàn)場需求不斷給AI技術完善提供新方向。但是，未來戰(zhàn)場上離不開AI戰(zhàn)地救護設備，它也將改變戰(zhàn)地救護的方式和流程模式，并將推動醫(yī)學的整體發(fā)展，重組醫(yī)療關系，同時也必將對部分戰(zhàn)地救護人員產生影響。有理由相信AI技術將給未來戰(zhàn)地救護以及未來戰(zhàn)場帶來革命性變化，是未來戰(zhàn)地救護研究和改革的目標和方向。然而，我們也應注意AI技術作為一項新技術還未形成完善的算法模型，系統(tǒng)漏洞、設備故障和固件兼容性都給戰(zhàn)地救護帶來巨大的風險。因此，戰(zhàn)場救援指揮官要保持冷靜、克制的態(tài)度使用AI救援技術，不假思索、無適用范圍的運用勢必會造成無法估計的災難性后果，AI制訂救援方案必須由戰(zhàn)場救援指揮官加以人工審核決策。

5 結語

隨著AI技術與戰(zhàn)爭的緊密結合，戰(zhàn)場離不開AI戰(zhàn)地救護設備。在戰(zhàn)場上AI技術具有兩面性，不僅能傷害還能救護。AI技術作用在戰(zhàn)地救護領域，可暫緩戰(zhàn)場突發(fā)救護人員不足的情況。AI技術在戰(zhàn)地救護中的應用理應是保障作戰(zhàn)人員和救護人員的生命安全而不是取代救護人員，要遵循實事求是的原則進行具體設計，要符合以智能化戰(zhàn)場為中心的現(xiàn)代戰(zhàn)爭救護模式的發(fā)展，以針對不同作戰(zhàn)領域的衛(wèi)勤保障成效為基礎，對戰(zhàn)場進行全面的、立體的、全程的救護，最大程度地減輕戰(zhàn)地救護人員的工作負擔，使其從危險環(huán)境中解放出來，將關注點放在傷員的護理和心理關懷上。相關社會機構應從技術研發(fā)和政策引導等方面解決AI技術在戰(zhàn)場救護中存在的問題，克服技術瓶頸，降低生產資料消耗率。我軍改革和轉型建設發(fā)展正面臨著高科技作戰(zhàn)的嚴峻挑戰(zhàn)，而軍事現(xiàn)代化進程的實質就是軍事裝備的現(xiàn)代化和與時俱進。目前，應明確AI技術軍事化用途的方式，并在保護軍事人員身份秘密的基礎上最大程度發(fā)揮大數(shù)據(jù)功能，以便更好地服務戰(zhàn)場，全面實現(xiàn)AI技術融入軍事醫(yī)學應用，充分激活AI戰(zhàn)地救護功能的巨大潛能。