生成式人工智能（GenAI)在生物 醫(yī)藥大健康行業(yè)應用進展報告 CMAC醫(yī)學事務生成式AI聯盟 理特咨詢 天士力數智中藥創(chuàng)新中心南京柯基數據科技有限公司 2024年4月 CMAC 前言 自2022年底起，OpenAI推出的ChatGPT在全球起了熱潮。生成式人工智（GenAI）技 術日新月異，各行各業(yè)正積極探索如何整合最新的GenAI技術以推動數字化轉型。據統(tǒng) 計，全球大型企業(yè)中，已有10%成功將GenAI技術應用于公司層面的平臺級項目，50% 正在進行小規(guī)模嘗試，面另外40%仍在觀望階段。生物醫(yī)藥大健康行業(yè)作為一個高度專業(yè)化和知識密集型的領域。從藥物研發(fā)到臨床試驗，再到上市后的學術推廣和患者教育等全流程應用場景，涉及到大量非結構化文本、圖片和視頻的處理。隨著集采政策的實施和監(jiān)管要求的提高，運營成本和復雜性不斷上升，因此迫切需要借助人工智能來提升效率，重塑工作模式。自GenAI推出以來，國內 外的藥械、營養(yǎng)保健、醫(yī)療機構以及科研機構紛紛嘗試將GenAI技術應用于不同場景，已經有一些公司和機構通過GenAI創(chuàng)造了全新的產品和服務，為業(yè)務增值。最近的一項調查顯示，GenAI已成為大多數制藥公司的首要關注點，40%的高管表示他們正計劃將GenAI帶來的成本節(jié)約重新投入到2024年的預算計劃中。另外，60%的公司確立了使用GenAI來幫助企業(yè)降低成本或提高生產效率的目標，其中75%的公司將其視為高管層和董事會的優(yōu)先事項。2023年4月，CMAC牽頭與跨國和國內生物制藥企業(yè)、醫(yī)藥AI領先企業(yè)以及醫(yī)學專家共 司發(fā)布了《ChatGPT背景下的醫(yī)療健康行業(yè)數學化轉型新范式研究報告》，引起了業(yè)界廣泛關注。該報告結合行業(yè)實踐和實際需求，從ChatGPT技術原理、技術發(fā)展、醫(yī)療健康行業(yè)國內外應用和研究進展，以及ChatGPT大模型在醫(yī)藥場景測試等角度，提出了ChatGPT大模型在醫(yī)療健康行業(yè)落地的挑戰(zhàn)及可能的路徑，為在ChatGPT背景下大模型 如何賦能醫(yī)療健康行業(yè)數字化轉型提供參考。在過去的一年中，CMAC醫(yī)學事務生成式AI聯盟與數十家跨國和國內的藥械企業(yè)、營養(yǎng) 保健企業(yè)、醫(yī)院、醫(yī)療科研機構等展開了深入合作。通過研討會、咨詢、概念驗證 （POC）、項目申報等形式，我們交流并見證了GenAI在國內生物醫(yī)藥大健康行業(yè)的快 速發(fā)展和面臨的挑戰(zhàn)，積累了來自第一線的資料和GenAI應用落地的經驗和方法論。我們相信，2024年將是GenAI在中國生物醫(yī)藥大健康行業(yè)中實現規(guī)?；涞氐年P鍵一 年。因此CMAC醫(yī)學事務生成式AI聯盟牽頭，聯合理特咨詢、天士力數智中藥創(chuàng)新中心、柯基數據以及生物醫(yī)藥大健康行業(yè)專家和GenAI技術專家，更新發(fā)布了本報告。報告著重介紹了最新GenAI技術發(fā)展和進展，生物醫(yī)藥大健康行業(yè)的應用場景和案例，落地挑戰(zhàn)及方法論，以及未來展望。我們希望該報告能為GenAI在整個生物醫(yī)藥大健康行業(yè)的應用落地提供有益參考。第一章GenAI技術進展概述GenAI應用進展情況 GenAI技術定義及背景 GenAI應用領域與案例GenAI應用關鍵技術 模型訓練 微調9 RAG10 提示詞工程13 LangChain16 AIAgent17 GenAI大模型發(fā)展現狀18 國外大模型18第二章GenAI在生物醫(yī)藥大健康行業(yè)主要應用場景總覽 32 GenAI在生物醫(yī)藥大健康行業(yè)主要應用場景總覽 藥物研發(fā) 靶點發(fā)現與驗證分子生成 中醫(yī)藥研發(fā)臨床研究 監(jiān)管合規(guī)臨床試驗中心篩選藥物選擇、患者入組 臨床研究方案設計和試驗報告生成 33343436414444454546 藥物警戒（PV) 上市及商業(yè)化 4748 學術推廣 48 患者教育 臨床疾病診療 診前 50505051 診后中醫(yī)診療 現狀總結 525457 第三章GenAI在生物醫(yī)藥大健康行業(yè)的挑戰(zhàn)、展望及落地建議 面臨挑戰(zhàn) 58 59 數據合規(guī)性、符合醫(yī)學邏輯及循證溯源 60 藍管合規(guī)性 場景選擇和成本內部利益的協(xié)同 落地建議 捕捉變化，動態(tài)調整頂層設計，數智思維目標錨定，小步快走能力構建，組織提質 合作共行，優(yōu)勢互補 6060606061626262636464國內大模型25 診中 數據安全性及私有化部署未來展望 第一章： GenAI技術進展概述 生成式人工智能(GenAI)在生特醫(yī)藥大健集行業(yè)應用進展報告 CMAC 1.1GenAI應用進展情況 當OpenAI在2022年11月30日發(fā)布ChatGPT?時候，沒有人會意識到，新一代人工智能 浪潮將在接下來短短數月給人類社會帶來一場眩暈式?變革。自2010年代初深度學習 問世以來，人工智能進入到第三次高潮。而2017年Transformer算法將深度學習推向了 大模型時代。OpenAI基于Transformer?Decoder部分建立起來了GPT家族。ChatGPT 經面世便風全球，人們驚呀于其能夠進行連貫、有深度對話?同時，也驚異地發(fā)現了它涌現了推理、思維鏈等體現智能?能力。伴隨AI預訓練大模型持續(xù)發(fā)展，生成式人工智能（GenAI）算法不斷創(chuàng)新以及多模態(tài) AI日益主流化，以ChatGPT為代表?GenAI技術加速成為AI領域?最新發(fā)展方向，推 動AI迎來下一個大發(fā)展、大繁榮?時代，將對經濟社會發(fā)展產生重大?影響。1.1.1GenAI技術定義及背景 方式。通過訓練模型來生成新?、與訓練數據相似?內容。與傳統(tǒng)類型?AI主要關注 識別和預測現有數據?模式不同，GenAI著重于創(chuàng)造新?、有創(chuàng)意?數據，其關鍵原 理在于學習和理解數據?分布，進而生成具有相似特征?新數據，在文本、圖像、音頻、視頻等多種領域都有廣泛?應用。GenAI目前最引人注目?應用當屬ChatGPT。ChatGPT?基于OpenAI公司?大語言模型GPT-3.5訓練、調試、優(yōu)化?聊天機器人應 用，同一個AI模型可以處理各種各樣?文字和推理任務。ChatGPT發(fā)布僅兩個月即獲得1億月活用戶，超越了歷史上所有互聯網消費者應用軟件?用戶增長速度。以大語言模型、圖像生成模型為代表?GenAI技術，成為新一代人工智能?平臺型技術，助力不同行業(yè)實現價值躍升。GenAI大爆發(fā)?背后，普遍認 為三個領域?AI技術?發(fā)展為其提供了肥沃?土壤，分別?生成算法、預訓練模型 和多模態(tài)技術。第一，隨著各種生成算法?不斷創(chuàng)新突破，AI現在已經可以生成文字、代碼、圖 像、語音、視頻物體等各種類型?內容和數據。GenAI與過去最顯著?區(qū)別?從分析 式AI（AnalyticalAI）發(fā)展為生成式AI（GenerativeAI）。分析式AI模型??據已有數 據進行分析、判斷、預測，最典型?應用之一?內容智能推薦；生成式AI模型則?學習已有數據后進行演繹、生成創(chuàng)造全新內容。第二，預訓練模型，特別?以ChatGPT為代表?大模型，引發(fā)了GenAI技術能力?質 變。在過去，研究人員需要針對每一個類型?任務單獨訓練AI模型，訓練好?模型 只能從事特定任務，不具有通用性。而預訓練?大模型技術顯著提升了GenAI模型? 通用化能力 生成式人工智能（GenAi）在生物醫(yī)藥大健康行業(yè)應用進展報告 CMAC 和工業(yè)化水平，讓GenAI模型成為自動化內容生產?“工廠”和“流水線”。GenAI 模型，包括ChatGPT、GPT-4等大語言模型（LargeLanguageModels，LLM）和Midjourney、StableDiffusion等圖像生成模型，又被稱為基礎模型（Foundation Models），其作為基于種類豐富?海量數據預訓練?深度學習算法，展現出強大?、 更加泛化?語言理解和內容生成能力。以大語言模型（LLM）為例，經過海量?互聯網內容數據?訓練，大語言模型?參數可以達到萬億甚至百方億級別。這大大增強了語言模型?生成能力，同一個大語言模型可以高質量地完成各種各樣?文字和推理任務，例如作詩、寫文章、講故事、寫代碼、提供專業(yè)知識等等。因此，大語言模型已 經成為了各大企業(yè)競相追逐?AI方向。第三，多模態(tài)AI技術?發(fā)展。多模態(tài)技術讓GenAI模型可以跨模態(tài)地去生成各種類型 ?內容，比如把文字轉化為圖片、視頻（Sora）等等，進一步增強了GenAI模型?通用能力。1.1.2GenAI應用領域與案例 （1）多模態(tài)內容生成 A文本生成領域 自然語言生成?一種GenAI技術，可以生成逼真?自然語言文本。生成式AI可以 編寫文章、故事、詩歌等，為作家和內容創(chuàng)作者提供新?創(chuàng)作方式。同時，它還 可以用于智能對話系統(tǒng)，提高用戶與AI?交流體驗。ChatGPT(全名：Chat GenerativePre-trainedTransformer對話生成式預訓練變換模型）?由OpenAI開發(fā)? 一個人工智能聊天機器人程序，于2022年11月推出。該程序使用基于GPT-3.5架 構?大語言模型并通過強化學習進行訓練。ChatGPT目前仍以文字方式互動，可以解決包括自動文本生成、自動問答、自動摘要等在內?多種任務。Jasper已經開始為谷歌、臉書等知名公司提供文案 GenAI?商業(yè)服務。B.圖像生成領域 圖像生成?GenAI技術中最為普遍?應用之一。StabilityAI發(fā)布了穩(wěn)定擴散 （StableDiffusion）模型、通過開源快速迭代大幅降低了AI繪畫?技術使用門 檻，消費者可以通過訂閱旗下產品DreamStudio來輸入文本提示詞生成繪畫作品，產品已經吸引全球50多個國家超過100萬?用戶注冊。生成式人工智能（GenAi)在生物醫(yī)藥大健康行業(yè)應用進展報告 CMAC? C.音視頻創(chuàng)作與生成 2024年2月16日，OpenAI繼一年前發(fā)布ChatGPT語言大模型之后，又發(fā)布了一款基于 人工智能技術?視頻生成工具Sora，再次引發(fā)轟動。這?一款輸入文本即可自動生成 高質量視頻?文生視頻大模型，實現了視頻生成領域革命性變革，提供了全新?視 覺體驗。在部分樣片中，Sora還展現了對“物理規(guī)律”超強?學習能力，如能夠模擬 現實環(huán)境中?重力、碰撞等物理現象，可以通過直播視頻功能實時傳遞信息，用于 直播秀、在線教育、遠程醫(yī)療等場合。在“現實已經不存在”?驚呼聲中，Sora確 實打開了人類視頻創(chuàng)作?新天空，它將重塑視覺內容生成?未來，同時也反映出人 工智能技術遠超預期?快速進步。有媒體稱，Sora不僅僅?一個工具，更?一種新 ?生活方式，將會對整個社會產生重要影響。GenAI技術還可以用于語音合成，即生成逼真?語音。例如，通過學習人類?語音特征，生成式模型可以生成逼真?語音，從而用于虛擬助手、語音翻譯等應用。GenAI技術可以用于生成音樂。生成式AI可以?據給定?風格和旋律創(chuàng)作新?音樂作品， 為音樂家提供新?創(chuàng)作靈感。這種技術還可以幫助音樂家更有效地探索音樂風格和 元素?組合。這些曲目可以用于音樂創(chuàng)作、廣告音樂等應用。D.電影與游戲 GenAI可以用于生成虛擬角色、場景和動畫，為電影和游戲制作帶來更多?創(chuàng)意可能。此外，AI還可以?據用戶?喜好和行為生成個性化?故事情節(jié)和游戲體驗2023年3月，騰訊AILab在GDC上提出了3D虛擬場景自動生成解決萬案，能夠幫助游 戲開發(fā)者以更低成本創(chuàng)造風格多樣、貼近現實?虛擬城市，提升3D虛擬場景?生產效率。其中重點分享了城市布局生成、建筑外觀生成和室內映射生成三大能力。整個路網生成和微調過程僅需要不到30分鐘，相比手動設計效率提升近100倍；而單個 獨特建筑?制作時間也降低至17.5分鐘，大大提升了場景制作?效率。E.代碼生成領域 經過自然語言和數十億行代碼?訓練。部分GenAI模型精通十幾種語言，包括 Python、JavaScript、Go、Perl、PHP、Ruby等等。能夠?據自然語言?指令生成相應 ?代碼。GitHubCopilot?一個GitHub和OpenAI合作產生?AI代碼生成工具，可?據命名或 者正在編輯?代碼上下文為開發(fā)者提供代碼建議。官方介紹其已經接受了來自 GitHub上公開可用存儲庫?數十

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