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皮查伊发帖称 Google 以 AI 加速科学,聚焦健康、自然灾害与天气韧性、学习、经济机会
北京时间 9 月 16 日凌晨(Google 标注的发布日期为 9 月 15 日),Google 与 Alphabet 的 CEO 桑达尔·皮查伊(Sundar Pichai)在 。帖文称,Google「今天已经阐明」它正如何构建 AI 来加速科学、改善人们的生活,并把努力集中在四个重点领域:健康、自然灾害与天气韧性、学习、经济机会。同日,Google 发布了由高级副总裁詹姆斯·马尼卡(James Manyika)署名的,给出了这一框架的完整版本。
帖文列举的四项近期成果包括:用 AlphaGenome Atlas 绘制人类基因组全部 90 亿种可能的单字母遗传变化,并向研究者开放;推出 WeatherNext 3,称其为迄今最准确、能力最强的全球天气 AI 模型;发布 AI & Economy ATLAS,称其全面、开放获取地呈现全球人们如何使用 AI;翻译方面,服务覆盖近 300 种语言、约 70 亿使用人口。以上均为 Google 的单方表述。
帖文与博文:四个方向的完整表述
这四个方向在博文里被展开为:让疾病可检测、可治疗、可预防;预测自然灾害;扩展学习;为更多人打开经济机会。马尼卡写道,把这些工作串起来的,是一个信念:AI 的进步能够加速科学进展,并直接改善人们今天与未来的生活。
博文还把这些成果放进更长的时间脉络:Google 称,曾获诺贝尔奖的 AlphaFold 已预测科学界已知的全部 2 亿种蛋白质结构,被 190 个国家的 400 万研究者使用;AlphaGenome Atlas 是在 AlphaFold 与 AlphaMissense 之上再加一层的工作。博文提到,自 2006 年以来,Google 已向 1,700 多家研究机构提供超过 10 亿美元支持。
AlphaGenome Atlas:预计算基因组单字母变异的效应
9 月 8 日,Google DeepMind 发布 :一个覆盖人类基因组全部约 90 亿种单字母变化(单核苷酸变异)的效应预测平台。据 ,人类基因组由约 30 亿个碱基对组成;由于逐一在实验室验证所有可能变化并不现实,DeepMind 让 AlphaGenome 模型把预测预先算完,形成约 1 PB 的数据集,比 AlphaFold 数据库大 30 多倍。
为了让这份数据可用,图谱引入「AlphaGenome 变异影响」评分(AVI):把 AlphaGenome 与用于预测蛋白质变异影响的 AlphaMissense 的预测合成单一数字,覆盖编码区(占基因组 2%)与非编码区(98%),并附带特征归因,指出每个变异的预测影响落在哪些分子过程上,如 RNA 剪接、基因表达。DeepMind 称,该评分在多项变异致病性与罕见病基准上属同类最佳。发布当天起,图谱通过无需编程的网站门户、AlphaGenome API 以及 Google Antigravity 中的一项技能开放;非商业用途通过网站免费使用,商业用途即将上线 Google Cloud。此前,AlphaGenome 基础模型已通过 GitHub 与 API 向学术界开放。
在 中,DeepMind 产品经理 Dhavi Hariharan 说,自模型发布以来已有约 9,000 名研究者通过 API 使用其预测;对部分生物学家来说,写代码仍是一道门槛。柏林 Max Delbrück 分子医学中心的 Martin Kircher 称,这是「扩大强模型访问范围的一种有用而慷慨的方式」,同时指出它不会取代实验,在疾病诊断中也不会取代对个体差异的考量。巴塞罗那基因组调控中心的 Mafalda Dias 与 Jonathan Frazer 在给 Nature 的邮件中说,图谱「去掉了计算门槛,应该会成为有价值的资源」。DeepMind 团队负责人 Žiga Avsec 说:「去掉了摩擦,人们深入探索的好奇心也会增加。」
图谱发布时已有合作研究者的用例:据 Google 介绍,Broad Institute 的研究者用 AVI 评分从未解罕见病的候选变异中优先排序,锁定 DNM1 基因上的一个变异,预测它制造了错误的剪接位点,实验随后验证了这一判断;埃克塞特大学的 Gareth Hawkes 把它用于 54,000 多名 UK Biobank 参与者的数据,多找出 22% 的非编码遗传关联。
WeatherNext 3:每小时刷新的全球预报
9 月 3 日,Google DeepMind 与 Google Research 发布 ,称其为「迄今最先进、最准确的全球天气模型」,并把依据归结为第三方平台 Brightband 的独立实时评估。皮查伊帖文对这一方向的描述是:「数十亿个决定依赖天气预测。」
技术上的关键变化在于数据来源。多数 AI 天气模型,包括上一代 WeatherNext 2,以数值天气预报(NWP)的输出为训练数据,而这类超级计算机物理模拟存在约 6 小时的数据滞后;WeatherNext 3 改为直接消化全球地球静止卫星的实时拼接观测,把预报刷新频率提高到每小时一次。分辨率上,温度、湿度等地表变量可精细到 5 公里,其他地表变量 10 公里,风速等大气变量 25 公里;上一代是 25 公里网格、每 6 小时更新一次,Google 称新模型总体比它「精细约 5 倍」。
降水是这次主打的指标。按连续分级概率评分(CRPS)对比基准,其对 IMERG 的提升最高 60%、对 MRMS 为 30%、对雨量计测量为 10%(早期时效);在 Google 产品内,提前一天以上的降水预报准确率最高提升 50%。从发布当天起,WeatherNext 3 开始为 Google 搜索、Gemini 应用、Google 地图、Maps Platform 天气 API 与 Earth Engine 的天气体验提供支持;预报数据可在 BigQuery、Earth Engine 中查询,或从 Cloud Storage 批量下载。博文还称,模型能为风能提供约 100 米高度的风速预测,并特别提到拉美、非洲与亚太等历史上高分辨率预报不足的地区。
同在博文的灾害预测部分,Google 还介绍了「行星预测引擎」(Earth AI Planetary Prediction Engine):称其在刚果(金)正在发生的埃博拉疫情中提前识别出 83% 的新增热点区域,在尼日利亚把地区一级的粮食安全预测准确率翻倍,并在美国用 21 项 CDC 健康指标识别脆弱社区。博文附带的免责声明提醒,官方预报与警报仍以当地气象机构为准。
AI & Economy ATLAS:职业、国家与科学家的使用差异
ATLAS 的全称是 Activity, Task, Landscape, and Adoption Study,是 Google 一项长期开展的经济研究计划,用 Google 自家 AI 产品的使用数据观察 AI 在真实世界中的扩散。其于 7 月 22 日提交,基于 Gemini 应用、Google AI Mode 与 Gemini API 上 1,500 万条去标识化交互,覆盖 800 多个职业、4,000 项任务、300 项家庭活动、150 个国家和 140 种语言。论文发现,AI 的使用已延伸到合计覆盖美国超过 88% 就业的职业,但渗透仍浅、以人机协作为主;全球范围内,英语查询只占约三分之一。
9 月 15 日,Google 发布 与一个互动式、开放获取的体验界面;帖文里说的「发布 AI & Economy ATLAS」,对应的正是这次更新。新给出的观察包括:印度创意产业对 AI 的使用率高于其他地区,艺术、设计、媒体职业占该国工作相关 AI 使用的 19%,是全球平均的 1.6 倍;美国计算机与数学职业占工作相关 AI 使用的 30%,是其他地区的两倍;巴西与阿联酋的采用率高于其人均 GDP 对应的水平;巴西与德国有 7% 的工作 AI 使用用于实时设备诊断与故障排除(全球平均的 1.4 倍),日本为 4%。
同日发布的还有一项基于 ATLAS 的科学使用研究,由 Google、Google DeepMind 与 MIT FutureTech 合作,分析 2,600 个专用 AI 模型并调查 600 多名美国与英国科学家。Google 称,近半数受访科学家每天使用某种形式的 AI,大语言模型(如 Gemini)与专用模型承担不同任务,受访者报告每周因 AI 省下近 7 小时。
27 种非洲语言、600 万教育工作者与 1 亿人的技能培训
翻译是帖文列出的四项成果之一,也是博文开篇强调的「里程碑」:Google 称其技术如今支持近 300 种语言、覆盖约 70 亿人,相当于全球人口的 86%(博文开头另一处的口径是「超过 300 种」);每月有超过 10 亿人借助 Google 的翻译功能处理约 1 万亿个词,长期目标是覆盖世界上使用最多的 1,000 种语言。语音数据的建设同步进行:Google 与 Makerere 大学、加纳大学、Digital Umuganda 合作开放了 27 种非洲语言的数据集,使用者超过 1 亿人;与印度科学研究所(IISc-Bangalore)及 ARTPARK 合作的 Project Vaani,开源了 109 种印度语言的语音与图像数据集。
在「学习」方向,Google 称已与 ISTE+ASCD 合作,为美国全部 600 万名教育工作者提供 AI 素养培训,并把「引导式学习」(Guided Learning)等工具列为个性化学习的路径。在「经济机会」方向,Google 称迄今已在全球投入超过 10 亿美元的培训与技能项目,帮助超过 1 亿人获得数字与 AI 技能。
Google 自己写下的限制与瓶颈
进展之外,博文也标注了若干限制。马尼卡写道,AI 的收益「并非必然」,让它成为现实、并缓解其挑战与风险,「需要社会共同努力」。具体到领域:学习方面,博文承认存在准确率、安全、批判性思维、作弊与学习损失等问题,「我们仍有很多要共同推进」;经济方面,博文称 AI 的经济收益「既非自动、也非必然」,预期部分岗位减少、部分岗位增长、更多岗位改变,并称「需要更有针对性的劳动者援助与转型支持」。博文还提到 AI 科学应用的独特风险:一方面,需要针对化学、生物、放射与核(CBRN)滥用的检测与缓解工具;另一方面,要避免「错失使用」,即该用 AI 的社区没有用上,反而加深既有差距。
ATLAS 的新研究记录了一条具体的限制:省下的时间可能不会立刻转化为新发现。研究同时发现,验证 AI 输出占用显著时间、待检验假设出现积压,物理实验与临床验证等环节出现瓶颈。