IBM Watson - Cỗ máy tra cứu coi Google chỉ là "tôm tép"

Chúng ta có thể nói gì IBM Watson? Một siêu máy tính, một trí thông minh nhân tạo? Tất cả đều đúng, thậm chí các chuyên gia ý tế đầu ngành đặt cho nó một biệt danh "Bác sỹ biết tuốt" để ghi nhận những gì nó đóng góp trong việc đưa việc nghiên cứu y học lên một tầm cao hoàn toàn mới. Mặc dù vậy những đóng góp này không phải ai cũng có thể nhận thấy được, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu vấn đề này.

Từ một cái tên trong chương trình giải trí...

Ý tưởng về trí thông minh nhân tạo đã được nhắc đến vào năm 1950 khi cha để của ngành khoa học máy tính hiện đại Alan Turing đặt ra một câu hỏi: “Làm thế nào để biết được một chiếc máy tính có suy nghĩ hay không?”

Cha đẻ của khoa học máy tính hiện đại, Alan Turing.

Sau đó gần 50 năm, các nhà khoa học đã tìm ra đáp án đầu tiên cho câu hỏi này khi siêu máy tính Deep Blue hạ gục huyền thoại cờ vua Gary Kasparov vào năm 1997. Trong trận đấu được coi là kỳ vĩ nhất của lịch sử cờ vua, cựu quán quân thế giới thừa nhận: “Tôi cảm thấy sự hiện hữu của trí thông minh ở phía bên kia bàn cờ!”

Một thời gian sau đó, IBM Watson chính thức ra đời năm 2004 và nó đã gây được tiếng vang lớn vào năm 2011 sau khi chiến thắng 2 bộ óc siêu việt của loài người lúc đó là Ken Jennings và Brad Rutter trong khuôn khổ chương trình giải đốJeopardy!

Hai huyền thoại đương đại của trò chơi này là Ken Jennings (người thắng kỷ lục 74 trận liên tục trong năm 2004 với tổng số tiền thắng cuộc hơn 3 triệu USD) và Brad Rutter (người thắng “cúp C1” - cúp các nhà vô địch Jeopardy! - với tổng số tiền thắng nhiều nhất trong lịch sử Jeopardy!: hơn 3 triệu rưỡi USD).

Từ 14/2 đến 16/2 năm 2011, cả hai bộ óc siêu phàm này đã trải qua ba trận “đại chiến” lịch sử với một đối thủ mới tò te tên là Watson - một hệ thống máy tính của hãng IBM, được đặt tên để tưởng nhớ chủ tịch đầu tiên của hãng này là Thomas Watson. Mặc dù vậy Watson đã “nghiền nát” Ken và Brad - như Deep Blue đã từng hạ gục Kasparov gần 14 năm trước.

Thậm chí Ken Jennings phải tán dương Watson: "Hãy chào mừng vị chúa tể mới của máy tính". Đây là một câu nói nửa đùa nửa thật mặc dù vậy đã có nhiều người nhìn nhận nó theo hướng nghiêm túc: Thời đại của máy móc biết suy nghĩ đã tới!

... cho đến một "bác sỹ" kiến thức đầy mình

Sau khi dành tiếng vang lớn với việc chiến thắng Jeopardy!, ngay lập tức IBM Watson đã trở về đúng vị trí phù hợp với mục đích nó được tạo ra: một "bác sỹ" với cả tấn kiến thức bên trong bộ não của mình.

"Bác sỹ" Watson (chúng tôi xin được mượn tên nhân vật trong bộ truyện trinh thám Sherlock Holmes nổi tiếng) có kích thước tương đương... 10 cái tủ lạnh, chứa khoảng 200 triệu trang tài liệu (bằng khoảng 1 triệu quyển sách), 16 Terabyte (16 nghìn tỉ byte) bộ nhớ, và có khả năng xử lý 80 Teraflop một giây. Chưa hết, vị "bác sỹ" này còn có 2880 bộ vi xử lý POWER7 mới của IBM. Mỗi bộ vi xử lý gồm bốn lõi song song với tổng cộng khoảng 1,2 tỉ transitor, vị chi là gần 3 nghìn rưỡi tỉ transitor, gấp 35 lần số neuron thần kinh một người có.

Đây là cơ sở để Watson chứng tỏ vai trò đắc lực của mình trong ngành y học khi mà tính đến thời điểm này chỉ tính riêng trong lĩnh vực điều trị ung thư Watson đã tiếp nhận được hơn 600 nghìn mẫu bằng chứng y khoa, 2 triệu trang văn bản từ 42 chuyên san về y học và thí nghiệm lâm sàng trong lĩnh vực nghiên cứu ung thư. Máy tính Watson có đủ sức mạnh để lướt duyệt cùng lúc 1,5 triệu hồ sơ bệnh án - kết quả của nhiều thập kỷ điều trị bệnh ung thư, bao gồm cả các bệnh án y tế và kết quả điều trị của bệnh nhân, và cung cấp cho các thầy thuốc những lựa chọn điều trị dựa trên bằng chứng chỉ trong vòng vài giây.

Nhận xét về khả năng vượt trội của Watson, John McAfee - cha đẻ của hãng an ninh máy tính nổi tiếng McAfee - đã đưa ra những đặc tính có thể biến Watson thành một trong những phát minh vĩ đại nhất loài người từng nghĩ ra:

- Watson có thể truy cập mọi dữ liệu y khoa đã từng tồn tại, thập chí cả những thông tin đã được coi là đồ cổ đều không thể biết mất vĩnh viễn một khi "bác sỹ" biết đến sự có mặt của nó. Điều này sẽ tạo nên một kho kiến thức khổng lồ mà con người có thể tận dụng.

- "Bác sỹ" Watson có thể đưa ra những chẩn đoán cực kỳ chính xác nhờ có kho dữ liệu khổng lồ kể trên, thời gian để thực hiện chũng chỉ khoảng vài giây là tốt đa khi nó sở hữu số lượng lớn các bộ xử lý mạnh mẽ.

- Giống như hầu hết mọi chiếc máy tính khác, "bác sỹ" Watson hoạt động một cách cực kỳ ổn định không giống như những các bác sỹ người thật khác khi có thể cùng một hồ sơ bệnh án nhưng mỗi người lại cho kết quả khác nhau. Theo ước tính thì cứ 20 người Mỹ lại có 1 người bị chẩn đoán sai về tình trạng bệnh lý, con số này chắc chắn sẽ biến mất với Watson.

- Chi phí để đào tạo ra một bác sỹ chuyên khoa là bao nhiêu? Ở Hoa Kỳ, con số này có thể không dưới 100 nghìn USD trên một người, tương đương số tiền 2 tỷ đồng nếu chỉ tính riêng quá trình học đại học. Trong khi đó, Watson chỉ tiêu tốn khoảng 30-50 nghìn USD một năm cho chí phí năng lượng, bảo trì cũng như phí trả cho những tài liệu nó cần phải lưu trữ. Lợi ích kinh tế rất là rõ ràng khi mà Watson luôn tỏ ra hiệu quả hơn cả tá bác sỹ đã qua đủ mọi khóa đào tạo và có nhiều năm kinh nghiệm làm việc.

- Một điều tối quan trọng là "bác sỹ" Watson cho phép tất cả mọi người có thể truy vấn tình trạng sức khỏe của mình bất khi nào họ muốn, con số những người có thể truy cập cùng 1 lúc và hệ thống dữ liệu của Watson có thể lên tới hơn 5 triệu người. Một "bác sỹ" toàn năng!

Sơ đồ hoạt động phân tích y khoa của Watson.

Chắc chắn đến đây nhiều người sẽ thắc mắc về quy trình hoạt động của "bác sỹ" Watson, chúng tôi xin tóm tắt lại như sau:

- Đầu tiên là Watson có quyền truy cập vào hầu hết các hệ thống dữ liệu đang có tại các bệnh viện, trung tâm nghiên cứ y học hay các trường đại học đào tạo ngành Y. Sau đó, các bác sỹ sẽ đưa ra một hồ sơ bệnh án bất kỳ để Watson đọc và ghi nhận các thông tin quan trọng ngoài ra nó còn liên hệ thông tin tình trạng sức khỏe của người bệnh đến lịch sử bệnh lý của gia đình hay điều kiện môi trường nơi sinh sống và làm việc. Tiếp theo, Watson sẽ tiến hành đưa ra những giả định liên quan về sức khỏe của bệnh nhân, tiến hành kiểm tra chéo với những dữ liệu xét nghiệm có trong bệnh án để đưa ra các ra giả thiết. Cuối cùng, nó sẽ sử dụng hàng loạt phép tính để đánh giá mức độ tin cậy cho từng giả thiết và tiến hành loại trừ cho đến khi chỉ còn một kết quả duy nhất.

Trung tâm Ung thư MD Anderson và công ty bảo hiểm WellPoint là 2 đối tác lớn nhất hiện này của Watson, đại diện của họ đều nhận định rằng nếu theo đúng tiến độ hoàn thiện thì Watson sẽ chính thức bắt tay vào chẩn đoán qua mạng dựa trên các bệnh án trực tuyến của người dùng.

Ứng dụng vô biên

Watson đã tạo ra một BigData khổng lồ về y học cũng như đang biến mình trở thành một phần không thể thiếu của nền tảng Internet of Things (IoT) trong tương lai. Nếu chỉ tính riêng tiềm năng phát triển trong lĩnh vực y học thì tương lai của Watson là rất đáng mong chờ với nhiều dự án đang được nhiều đối tác triển khai dựa trên nền tảng đang hoàn thiện theo từng ngày của siêu máy tính này.

Chiến lượng phát triển trong lĩnh vực y học tương lai của IBM Watson cùng Trung tâm nghiên cứu ung thư Memorial Sloan-Kettering

Đầu tiên là việc IBM đã thành lập một đội ngũ mới chuyên nghiên cứu để đưa Watson ứng dụng vào lĩnh vực y tế ở ngay trụ sở của họ. Ngoài ra, IBM mới đây đã mua lại công ty phân tích y khoa Explorys, do vậy họ có tài nguyên đến 50 triệu hồ sơ bệnh án tại Mỹ, và công ty Phytel để có được dữ liệu về những đánh giá về bác sỹ và bệnh nhân sau khi xuất viện.

Những ông lớn công nghệ khác không thể làm ngờ trước tiềm năng của Watson, điển hình như Apple sau nhận thấy đây là ý tưởng tuyệt vời thì họ đã bắt tay với IBM để bản thân có thể đưa ra các ứng dụng dựa trên Watson vào trong bộ công cụ ResearchKit và HealthKit dành cho các nhà phát triển. Do đó, nhà phát triển có thể thu thập thông tin sức khoẻ cá nhân và có được những thông tin quy mô lớn hơn về y tế.

Công ty phát triển thiết bị y sinh Medtronic hy vọng sử dụng Watson để tạo thuận lợi cho việc đưa nền tảng Internet of Things vào các thiết bị y tế hiện thời của họ như cấy thiết bị để chữa trị tim mạch hay đái tháo đường. Đầu tiên, Watson chỉ thu thập dữ liệu cá nhân cho mục đích điều trị. Về sau, Medtronic sẽ sử dụng những dữ liệu ấy để biết được tốt hơn về các thiết bị cấy ghép.

Các đối tác mới của IBM Watson.

IBM cũng có kế hoạch bắt tay với Johnson&Johnson để tận dụng sức mạnh trí tuệ nhân tạo (AI) của Watson. Johnson&Johnson sẽ dùng Watson để tương tác với bệnh nhân đang dùng hông nhân tạo và cấy ghép khớp gối. Vị "bác sỹ" này giúp bệnh nhân chuẩn bị phẫu thuật và phục hồi sau phẫu thuật được xử lý tình trạng tốt hơn.

Sinh viên ngành y cũng là đối tượng hưởng lợi từ Watson khi siêu máy tính này hiện đã được trường đại học y tế Baylor ứng dụng để nhận diện protein. Nếu Watson được truy cập đến nhiều dữ liệu y tế thì nó có thể có được nhiều kết nối hơn, xử lý nhanh hơn cả những nhà nghiên cứu y khoa lỗi lạc. Nhưng hiện thời IBM vẫn còn rất nhiều việc phải làm, đó là tính riêng tư của bệnh nhân và bảo mật dữ liệu y tế.

Lĩnh vực điều trị ung thư luôn là vấn đề nan giải nay đã có hướng đi mới. Trung tâm nghiên cứu ung thư Memorial Sloan-Kettering ứng dụng máy tính Watson để xử lý những vấn đề phức tạp liên quan đến căn bệnh ung thư và đối phó với sự bùng nổ trong hoạt động nghiên cứu gen, tạo tiền đề cho việc thay đổi các hoạt động chăm sóc bệnh nhân ung thư bằng những phác đồ điều trị có tính chuyên biệt cao dựa trên loại hình di truyền khối u của từng người.

Bắt đầu với 1.500 ca bệnh ung thư phổi, các thầy thuốc và chuyên gia phân tích của Trung tâm nghiên cứu ung thư Memorial Sloan-Kettering đã “huấn luyện” máy tính Watson để trích xuất và giải nghĩa các ghi chép của thầy thuốc, các kết quả xét nghiệm và nghiên cứu lâm sàng, đồng thời chia sẻ kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm chuyên sâu của máy tính trong việc điều trị hàng trăm nghìn bệnh nhân ung thư.

Ngoài ra còn rất nhiều dự án với quy mô lớn nhỏ khác mà Watson tham dự, từ đó có thể thấy tiềm năng gần như vô tận của "bác sỹ" đa tài này. Tất cả những dự án đều có một mục tiêu chung: xây dựng một hệ sinh thái Watson.

Tương lai hứa hẹn

Hãy tưởng tượng một ngày không xa bạn bỗng dưng thấy không khỏe, bạn bật điện thoại lên và hỏi về tình trạng sức khỏe của mình. Sau khi chiếc điện thoại quét võng mạc của bạn, câu trả lời đến chỉ sau vài giây cùng với hàng loạt thông tin về thuốc, cách sinh hoạt sao cho phù hợp thậm chí là lời khuyên bạn nên đến bệnh viện hay không. Nếu điều đó thực sự xảy ra thì tất cả là nhờ "bác sỹ biết tuốt" Watson.

Trong những bài viết tiếp theo, chúng tôi sẽ vẽ ra một viễn cảnh về Watson, để các bạn cảm nhận được sự khủng khiếp của cỗ "tầu ngầm nguyên tử" đóng mạc IBM này.

>>IBM giới thiệu siêu máy tính mới trị giá 1 tỷ USD