日本开发下一代药物设计、医疗机器人和数字健康平台

在日本人口中，约 30% 是 65 岁以上的老年人。为了向他们提供高质量的医疗服务，日本正在推行几乎覆盖医疗行业所有方面的主权 AI 项目。

预计到明年，日本将产生近 50 万医疗人员缺口。为了让日本的临床医生和研究人员能够为患者提供护理服务，日本正在使用在该国特定数据和本地计算基础设施上训练而成的 AI 工具，来提高这些人员的能力。

NVIDIA Japan AI Summit 于 11 月 13 日在东京举行，会上重点介绍了日本医疗行业领先企业和院校所取得的技术突破，包括 AI 加速药物研发、基因组医疗、医疗影像和机器人技术等。

这些由 Tokyo-1 NVIDIA 超级计算机等 NVIDIA AI 计算平台驱动的应用使用特定领域平台开发而成，包括 NVIDIA BioNeMo 药物研发平台、NVIDIA MONAI 医学影像平台、NVIDIA Parabricks 基因组学平台和 NVIDIA Holoscan 医疗机器人平台。

AI 药物研发工厂加深理解，提高准确性和速度

NVIDIA 正在使用 NVIDIA BioNeMo 支持全球三大医药市场之一的日本医药市场。NVIDIA BioNeMo 是一个端到端平台，药物研发人员可使用它开发和部署能够从生物分子数据中生成生物智能的 AI 模型。

BioNeMo 包含一个可定制的模块化编程框架以及用于优化 AI 推理的 NVIDIA NIM 微服务。新加入的模型包括：AlphaFold2，可根据氨基酸序列预测蛋白质的 3D 结构；DiffDock，可预测分子与蛋白质相互作用的 3D 结构；RFdiffusion，可设计可能与目标分子结合的新型蛋白质结构。

该平台还包含 BioNeMo Blueprint。这个可定制的参考 AI 工作流目录能够帮助开发者将生物分子 AI 模型扩展到企业级应用。

AlphaFold2 的 NIM 微服务现在集成了 MMSeqs2-GPU，这一进化信息检索工具可将传统 AlphaFold2 流程的速度加快 5 倍。在首尔国立大学、美因茨约翰内斯·古腾堡大学和 NVIDIA 研究人员的领导下，这项集成服务可将蛋白质结构预测时间从原来的 40 分钟缩短至 8 分钟。

NVIDIA Japan AI Summit 上，TetraScience（一家提供 AI 原生科学数据集的公司）宣布与 NVIDIA 合作，共同推进科学 AI 用例生产的产业化落地，以此加速并改进整条生命科学价值链上的工作流。

例如，为生产疫苗和单克隆抗体等生物疗法选择最佳细胞系是一个关键但耗时的步骤，而 TetraScience 的全新 Lead Clone Assistant 使用 BioNeMo 工具，将先导克隆选择时间从几周缩短到几小时。所使用的 BioNeMo 工具包括用于细胞分割的 NVIDIA VISTA-2D 基础模型和用于基因表达分析的 Geneformer 模型。

总部位于东京的安斯泰来制药使用 BioNeMo 生物分子 AI 模型（例如 ESM-1nv、ESM-2nv 和 DNABERT）来加速生物制剂研究。该公司的 AI 模型可用于生成新型分子结构、预测这些分子将如何与目标蛋白质结合并对其进行优化，以便更有效地与这些目标蛋白质结合。

通过使用 BioNeMo 框架，安斯泰来将化学分子的生成速度提高了 30 倍以上。该公司计划使用 BioNeMo NIM 微服务进一步推进其工作。

日本制药公司和研究机构推进药物研发

安斯泰来、第一三共、小野制药等日本领先制药企业都在使用 Tokyo-1 系统。这台 NVIDIA AI 超级计算机由 NVIDIA 与日本商业集团三井物产株式会社的子公司 Xeureka 联合创建，用于建立药物研发 AI 模型。Xeureka 正在使用 Tokyo-1，加快 AI 模型开发和分子仿真速度。

Xeureka 还在使用 NVIDIA GPU 探索机密计算的应用，使制药公司能够在保护专有数据集的同时，联合进行大 AI 模型的训练。

为了进一步推动疾病和精准医学研究，日本各地的基因组学研究人员纷纷采用 NVIDIA Parabricks 软件套件来加速 DNA 和 RNA 数据的二次分析。

其中包括东京大学人类基因组中心，该中心是开展政府主导的全基因组项目的主要学术机构。该项目重点关注癌症研究，将帮助研究人员发现日本人口特有的基因变异，推动精准治疗的开发。

该基因组中心还在研究 Giraffe 的使用。该工具目前可通过 Parabricks v4.4 获得，研究人员可以使用它来比对基因组序列和代表不同人群的参考基因组——庞基因组。

AI 扫描仪和显微镜为放射科医生与外科医生提供实时洞察

日本的医疗创新者正在开发能够支持放射科医生和外科医生的 AI 增强系统。

富士胶片与 NVIDIA 联合开发了一款 AI 应用，帮助外科医生提高手术效率。

该应用借助使用 NVIDIA 系统开发的 AI 模型，将 CT 图像转换为有助于手术的 3D 仿真。

奥林巴斯最近与 NVIDIA 和电信公司 NTT 联合展示了云连接内窥镜如何高效实时运行图像处理和 AI 应用。这种内窥镜配备了用于边缘计算的 NVIDIA Jetson Orin 模块，并通过 NTT 通信平台的 IOWN 全光子网络连接到云服务器。该网络在整个网络中引入了基于光子的技术，实现了更低的功耗、更大的容量和更少的延迟。

NVIDIA 还通过传感器处理平台 Holoscan，为日本放射学和外科手术领域的实时 AI 机器人系统提供支持。Holoscan 简化了实现实时洞察的 AI 模型和应用开发工作，它包含一个适用于内窥镜检查和超声波分析等应用的 AI 参考工作流目录。

昭和大学是一所在日本全国拥有多个校区的医学院。该校的一名神经外科医生使用 Holoscan 和 NVIDIA IGX 工业级边缘 AI 平台开发了一款手术显微镜应用。该应用可以从手术显微镜获取视频片段，并利用 AI 将其实时转换成 3D 图像。通过访问 3D 重建图像，外科医生可以更加轻松地定位肿瘤和大脑中的关键结构，从而提高手术效率。

日本外科 AI 公司正在研究如何使用 Holoscan 驱动为内窥镜医生和外科医生提供诊断支持的应用，这些公司包括 AI Medical Service（AIM）、Anaut、iMed Technologies 和 Jmees。这些应用可以实时检测器官等解剖结构，从而降低受伤风险，识别胃肠道癌症和脑出血等疾病，并提供实时洞察，帮助医生准备和实施手术。