區(qū)塊鏈醫(yī)療數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)Amrita介紹

全球醫(yī)療數(shù)據(jù)由于現(xiàn)有管理體制的落后及各地政策的差異，使得數(shù)據(jù)使用低效，無法進(jìn)行全球化共享。另外醫(yī)療數(shù)據(jù)不易獲得，使得大數(shù)據(jù)和人工智能的結(jié)合十分困難。而醫(yī)療數(shù)據(jù)的分析挖掘需要強(qiáng)大的算力及出色的人工智能算法和應(yīng)用支持。因此，醫(yī)療人工智能領(lǐng)域急需一個開放的平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、算力市場、人工智能算法平臺及各類服務(wù)應(yīng)用的互聯(lián)互通。

Amrita團(tuán)隊(duì)旨在打造一個基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)及醫(yī)療人工智能應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。通過同態(tài)加密技術(shù)及區(qū)塊鏈技術(shù)，建立一個全球化的分布式醫(yī)療數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò)及醫(yī)療人工智能應(yīng)用的市場，使得全球的醫(yī)療數(shù)據(jù)得以安全地共享、交換及更高效地發(fā)掘、分析和處理，推動疾病診斷、新藥研究和人工智能醫(yī)療領(lǐng)域的進(jìn)步。

Amrita將醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺實(shí)現(xiàn)以中心化為導(dǎo)向到去中心化的轉(zhuǎn)變，充分利用去中心化存儲、算力及人工智能資源，真正實(shí)現(xiàn)以人為本，以此來達(dá)到現(xiàn)有醫(yī)療信息系統(tǒng)不具備的信息的可靠性、透明性、安全性。Amrita 將對接不同的參與方，通過激勵，將各方的資源通過區(qū)塊鏈技術(shù)連接起來，建立一個以健康為核心的生態(tài)圈。

Amrita的團(tuán)隊(duì)由世界頂級的醫(yī)學(xué)、人工智能、大數(shù)據(jù)及區(qū)塊鏈專家構(gòu)成。團(tuán)隊(duì)的核心成員曾完成開發(fā)涉及海量數(shù)據(jù)的醫(yī)學(xué)影像及人工智能診斷平臺，該系統(tǒng)會成為Amrita 網(wǎng)絡(luò)上第一個落地的應(yīng)用，在去中心化系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的儲存、交換及人工智能診斷。

Amrita Network的優(yōu)勢

1. 安全性及可靠性

Amrita 的數(shù)據(jù)通過點(diǎn)對點(diǎn)加密，且通過授權(quán)管理，使得數(shù)據(jù)的使用和個人授權(quán)直接掛鉤。將信息加密的權(quán)限從醫(yī)療機(jī)構(gòu)向個人轉(zhuǎn)移。通過區(qū)塊鏈技術(shù)，將信息的加密權(quán)交還給患者，只有患者才可以解密自己的數(shù)據(jù)，基本上可以杜絕醫(yī)療機(jī)構(gòu)泄露患者信息的可能，減少數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)。

Amrita可以讓用戶選擇將醫(yī)療信息存儲在去中心化數(shù)據(jù)存儲空間中（ipfs 系統(tǒng)），從而提供一個可以避免中心化儲存單點(diǎn)失敗的風(fēng)險(xiǎn)。另外，Amrita 平臺上會有身份認(rèn)證管理系統(tǒng)，只有經(jīng)過認(rèn)證的醫(yī)護(hù)人員才有權(quán)限生成他人的醫(yī)療記錄，通過區(qū)塊鏈進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)一步提升生成的醫(yī)療數(shù)據(jù)的可靠性。醫(yī)療服務(wù)提供者若想要查看他人的醫(yī)療信息，也需要經(jīng)過認(rèn)證及授權(quán)，才可以查看。

2. 靈活的資源匹配及成本優(yōu)勢

Amrita 倡導(dǎo)開放式平臺，通過區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)各種去中心化平臺的資源導(dǎo)入。比如存儲上，直接對接去中心化的存儲平臺（比如 ipfs）及去中心化算力平臺（Golem、iExec 等）。這些平臺的對接給用戶提供多樣選擇，可以在選擇系統(tǒng)的支持資源的時(shí)候，配置這些去中心化的資源，從整體上降低資源使用的成本。由于去中心化平臺基本上是在使用網(wǎng)絡(luò)參與者的共享資源，因此，在整體成本上相對于中心化平臺有比較大優(yōu)勢。

3. 便捷及數(shù)據(jù)互通性

Amrita 是基于區(qū)塊鏈的公鏈平臺，因此一開始就具有全球性，在數(shù)據(jù)存儲、交換、處理上，都在全球的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行。用戶只要有網(wǎng)絡(luò)連接，就可以非常便利的登陸和訪問。另外由于在平臺上醫(yī)療數(shù)據(jù)使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，因此具有良好的互通性，醫(yī)療機(jī)構(gòu)分散管理和數(shù)據(jù)孤島問題也得到很好的解決，使得醫(yī)療數(shù)據(jù)可以得到有效的流通和交換。

4. 人工智能應(yīng)用的多樣性及無限擴(kuò)展的計(jì)算能力

由于 Amrita 提供了一個有競爭力的醫(yī)療數(shù)據(jù)人工智能應(yīng)用的市場，另外也對接多個算力平臺，因此其計(jì)算能力及算法進(jìn)化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于任意一家醫(yī)療機(jī)構(gòu)。而且通過我們引進(jìn)的代幣激勵及競爭機(jī)制，使得優(yōu)秀的應(yīng)用算法能通過競爭排名及市場的力量脫穎而出。相信隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷成長，會有越來越多的人工智能應(yīng)用在 Amrita 平臺上大展身手。

技術(shù)細(xì)節(jié)

1. 平臺架構(gòu)

Amrita 旨在打造一個醫(yī)療數(shù)據(jù)分享、交換及對接算力資源、醫(yī)療人工智能應(yīng)用的區(qū)塊鏈平臺。由于平臺的各個模塊都已有了成熟的解決方案，我們會充分利用市場現(xiàn)有的公有鏈及去中心化平臺的資源，打造一個連接各個功能模塊的網(wǎng)絡(luò)，具體而言分為三個層面：第一個是共識層（核心層），作為核心的任務(wù)調(diào)配、支付結(jié)算及存儲和算力連接的最核心部件；第二層是應(yīng)用層，用于對接基于醫(yī)療大數(shù)據(jù)應(yīng)用和人工智能應(yīng)用的接口，由共識層的區(qū)塊鏈協(xié)議協(xié)調(diào)控制和完成與其它模塊的交互；第三層是支持層主要包括算力支持和數(shù)據(jù)支持兩個子模塊，算力支持子模塊允許用戶對算力在平臺上進(jìn)行共享或購買以達(dá)支持應(yīng)用層的需求，數(shù)據(jù)支持子模塊主要是醫(yī)療數(shù)據(jù)的儲存，同時(shí)也可以通過共識層實(shí)現(xiàn)與其他用戶或應(yīng)用的交互與交易。

第一層 核心層（區(qū)塊鏈層）

區(qū)塊鏈技術(shù)是通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸價(jià)值的一種手段，無需中間人（如銀行或支付處理器）即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)據(jù)交互。它使用分布式賬本，在社區(qū)內(nèi)達(dá)成共識，受到社區(qū)的監(jiān)督。智能合約是在區(qū)塊鏈上運(yùn)行的自我執(zhí)行的邏輯塊。智能合約中包含了雙方約定的若干時(shí)間邏輯，當(dāng)合同規(guī)定的條件滿足時(shí)，合同自動執(zhí)行。

核心層提供包括連接、管理及協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層所有核心功能；實(shí)現(xiàn)對支持層及應(yīng)用層各種直接或間接交互的支持。比如面向數(shù)據(jù)支持模塊的脫敏醫(yī)療數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)支持模塊連接到人工智能或大數(shù)據(jù)應(yīng)用的任務(wù)和數(shù)據(jù)分配等；核心層也可以實(shí)現(xiàn)連接支持層中算力支持資源、數(shù)據(jù)支持模塊與應(yīng)用層的交互。核心層以區(qū)塊鏈為動力，以區(qū)塊鏈中心存儲的信息為基礎(chǔ)，通過與 Amrita 核心層的鏈接來執(zhí)行數(shù)據(jù)的輸入 / 輸出功能以及各層級復(fù)雜交易的管理。由于以太坊 （Ethereum） 現(xiàn)在具有最大的社區(qū)生態(tài)和成熟的開發(fā)社區(qū)，我們優(yōu)先支持以太坊系統(tǒng)，未來還將擴(kuò)展對其他成熟區(qū)塊鏈社區(qū)的支持。

在內(nèi)部，服務(wù)層可以分為以以太坊虛擬機(jī) （EVM） 為基礎(chǔ)的智能合約和連接應(yīng)用層與核心層的部分。智能合約包括含有 AMN 代幣信息的賬戶信息以及核心層的醫(yī)療數(shù)據(jù)的鏈接等。

由于現(xiàn)在以太坊的處理吞吐量仍不足 （ 大概是 15 tps 的吞吐能力 ），鏈上交易執(zhí)行成本相對較高，我們前期只會將平臺核心的部分 （ 比如支付、結(jié)算 ） 部署在公鏈上。隨著以太坊擴(kuò)展性提升 （ 比如預(yù)計(jì)的 Plasma、分片的部署及將來向 PoS 轉(zhuǎn)變 ），以太坊的吞吐量會增加，我們會把更多的功能模塊遷移到鏈上執(zhí)行。而最終，系統(tǒng)將會部署在跨鏈平臺上 （Cosmos、Polkadot），實(shí)現(xiàn)對多個區(qū)塊鏈平臺的支持，進(jìn)一步提升 Amrita 的處理能力。

第二層 支持層

支持層提供平臺運(yùn)行所需的支持原料，包含數(shù)據(jù)支持子模塊與算力支持子模塊兩個部分，雖然數(shù)據(jù)與算力都在這一層中，但各個子模塊都可以通過共識層完成子模塊內(nèi)部的資源共享交互。比如個體用戶可以直接在數(shù)據(jù)支持子模塊內(nèi)完成數(shù)據(jù)的交換與分享，也可以在算力支持子模塊中實(shí)現(xiàn)算力資源的共享與交易。與此同時(shí)，在共識層的支持下，數(shù)據(jù)支持和算力支持兩個子模塊也可以完成對應(yīng)用層中大數(shù)據(jù)應(yīng)用與人工智能應(yīng)用的對接，實(shí)現(xiàn)諸如大數(shù)據(jù)醫(yī)學(xué)影像診斷分析、DNA 折疊、新藥研發(fā)等應(yīng)用。

本平臺的數(shù)據(jù)支持子模塊將可以支持成熟的云存儲解決方案，如亞馬遜 S3，微軟 Azure，以及具有某些優(yōu)質(zhì)特性的分布式解決方案如 BigChainDB， Ocean，IPFS，Maidsafe， Sia，Storj 等。

數(shù)據(jù)支持子模塊

數(shù)據(jù)支持子模塊使用 Amrita 醫(yī)療數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的最新加密技術(shù)來保護(hù)數(shù)據(jù)。因?yàn)橛绕湓谠缙诳梢源鎯υ趨^(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)非常有限，所以需要額外的空間來支持醫(yī)療數(shù)據(jù)的存儲。在 Amrita 平臺中生成并傳送的醫(yī)療數(shù)據(jù)將會通過 Amrita SDK 加密后再傳送，數(shù)據(jù)的授權(quán)也都需要經(jīng)過完整的驗(yàn)證，這就使得除了擁有解密數(shù)據(jù)密鑰的數(shù)據(jù)持有者本人外，任何他人未經(jīng)授權(quán)將無法獲取原始數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)支持子模塊在完成安全授權(quán)后也可以通過 Amrita 的共識層協(xié)調(diào)進(jìn)行允許各模塊及應(yīng)用層的人工智能應(yīng)用調(diào)用。

本平臺提供了一種完全不同于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫式的醫(yī)療數(shù)據(jù)存儲、訪問和貨幣化交易方法，醫(yī)療數(shù)據(jù)以加密形式以可選的方式保存在中心化或分布式存儲層中。系統(tǒng)的目標(biāo)并不是取代現(xiàn)有的電子病歷、醫(yī)療數(shù)據(jù)系統(tǒng)，而是將傳統(tǒng)的醫(yī)療數(shù)據(jù)進(jìn)行更好的整合和利用，并為數(shù)據(jù)的所有者以及具有挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值的人提供了一個可信的，匿名化的交互平臺。一方面單一病人可以通過去隱私的分享自己的數(shù)據(jù)換取代幣（token），從而可以購買與自身數(shù)據(jù)有關(guān)的基于人工智能應(yīng)用的最先進(jìn)研究成果，以便于更好地治病。另一方面，由于眾多個體的參與以及數(shù)據(jù)的共享，也為基于數(shù)據(jù)的各種人工智能應(yīng)用提供基礎(chǔ)素材，有利于開發(fā)出更好的智能算法和智能應(yīng)用。最終來源于病人的數(shù)據(jù)將為疾病的治療以及同類疾病的研究提供巨大的價(jià)值。

在功能上，數(shù)據(jù)支持子模塊主要提供以下核心功能

（1） 提供獲取和收集數(shù)據(jù)的容器，為應(yīng)用層及算力子模塊提供支撐；

（2） 對存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的劃分，歸類以及整合，從而提升數(shù)據(jù)使用的效率；

（3） 完整的數(shù)據(jù)訪問流程，提供不同級別的數(shù)據(jù)訪問和使用授權(quán)；

（4） 通過共識層的協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)擁有者的安全共享與數(shù)據(jù)使用權(quán)的交易。

算力支持子模塊

算力支持子模塊為 Amrita 醫(yī)療數(shù)據(jù)平臺提供算力資源的支持，并通過共識層的協(xié)調(diào)可實(shí)現(xiàn)算力資源的有效分享和使用?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)的平臺在進(jìn)行數(shù)據(jù)加密解密，以及人工智能運(yùn)算的過程中需要大量的算力資源，而所有參與在平臺中的用戶也可以貢獻(xiàn)自己的分布式算力。算力支持子模塊一方面可結(jié)合數(shù)據(jù)支持子模塊為應(yīng)用層的人工智能算法和應(yīng)用提供支持，另一方面也可以為所有不同層級的用戶提供算力資源的交互。同數(shù)據(jù)支持子模塊一樣，算力支持子模塊也允許用戶自由地選擇中心化的云計(jì)算算力資源（如 AWS，阿里云等）或者分布式的算力資源（如 Golem， iExec 等）完成相應(yīng)的需求。

第三層 應(yīng)用層 - 人工智能算法和人工智能應(yīng)用層

醫(yī)療數(shù)據(jù)分析挖掘在充分的數(shù)據(jù)儲備和強(qiáng)大的算力資源支持下仍然需要優(yōu)秀的人工智能算法和最有價(jià)值的人工智能應(yīng)用支持才可發(fā)揮出最大的效用為醫(yī)療市場做出貢獻(xiàn)。Amrita 旨在建立一個開放的資源整合平臺，同時(shí)支持中心化及分布式的存儲、算力資源，通過成熟的共識層的連接與協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)不同的算力平臺，個體與大型醫(yī)療數(shù)據(jù)提供者支持下的人工智能算法和應(yīng)用交互，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和算力資源及基于人工智能的各類應(yīng)用對接，最終為醫(yī)療數(shù)據(jù)分析、分享創(chuàng)造環(huán)境，使得這些具有重大價(jià)值的醫(yī)療數(shù)據(jù)、算力資源可以最大化利用，以使得基于醫(yī)療數(shù)據(jù)的人工智能應(yīng)用更快更好地造福人類。

Amrita 應(yīng)用層是在本平臺上進(jìn)行醫(yī)療信息數(shù)據(jù)管理和利用的所有應(yīng)用程序的統(tǒng)稱。形態(tài)上來講，它支持移動端和 Web 端環(huán)境下的所有應(yīng)用程序。這些應(yīng)用可以通過共識層訪問平臺中的數(shù)據(jù)及算力資源。利用即將提供的 SDK 可以使應(yīng)用程序的開發(fā)變得更加輕松快捷，這樣可以方便地開發(fā)用以連接 Amrita 平臺的應(yīng)用程序。即使不使用 SDK，如果遵循即將發(fā)布的 API 和開發(fā)協(xié)議，也可以開發(fā)連接到 Amrita 平臺的各類應(yīng)用。 除了允許各類應(yīng)用開發(fā)者的參與，Amrita 也會率先開放和提供一系列已經(jīng)獲得業(yè)界認(rèn)同的優(yōu)秀人工智能應(yīng)用程序?yàn)橛脩舴?wù)也為其他的開發(fā)者提供參考。更多基于 Amrita 開發(fā)的一些應(yīng)用和服務(wù)示例將在后面章節(jié)詳細(xì)說明。

世界各地的數(shù)據(jù)科學(xué)家及應(yīng)用團(tuán)隊(duì)，都可以接入 Amrita 的平臺，通過他們優(yōu)秀的算法及應(yīng)用服務(wù)，對醫(yī)療數(shù)據(jù)做加工，為服務(wù)請求者提供服務(wù)。在平臺的早期階段，我們會優(yōu)先支持中心化的應(yīng)用，比如我們已經(jīng)簽署合作的部署在亞馬遜上的醫(yī)學(xué)影像分析的平臺，逐漸地我們會支持去中心化算力平臺（iExec、Golem）及去中心化人工智能市場（如 SingularityNet）。

Amrita 平臺主要有三種信息類型：Amrita 代幣信息、個人信息和醫(yī)療信息。雖然將所有信息都存儲在區(qū)塊鏈上的方法最為理想，但是由于成本、存儲空間和性能等現(xiàn)實(shí)因素的限制，將最大限度的減少直接存儲在區(qū)塊鏈上的信息量，占用較大存儲空間的個人信息和醫(yī)療信息將以加密的形式存儲在區(qū)塊鏈外部 ， 使用亞馬遜中心化的儲存或者去中心化的儲存（IPFS 文件系統(tǒng)、Maidsafe、Storj 等）。

2. Amrita 的擴(kuò)展性 - 應(yīng)用層人工智能網(wǎng)絡(luò)

Amrita 的擴(kuò)展性來自于豐富的應(yīng)用層提供的對外人工智能應(yīng)用及各類人工智能服務(wù)提供商的廣泛接口。在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層智能算法及智能應(yīng)用的過程，系統(tǒng)將以點(diǎn)對點(diǎn)的方式組織，其節(jié)點(diǎn)稱為網(wǎng)絡(luò)參與者。這種架構(gòu)可以保持了支持層中的數(shù)據(jù)及算力子模塊、應(yīng)用層及與共識層的相互獨(dú)立，并使得向網(wǎng)絡(luò)添加新的數(shù)據(jù)解決方案和人工智能服務(wù)變得非常簡便快捷。下圖是系統(tǒng)的概括圖：

服務(wù)提供者是在節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的軟件過程以及相應(yīng)的區(qū)塊鏈客戶端。面向區(qū)塊鏈的API 將服務(wù)提供者鏈接到區(qū)塊鏈，以及一個面向人工智能的接口，以便與網(wǎng)絡(luò)上的其他服務(wù)商進(jìn)行互操作。加入 Amrita 只需要很少的工作；開發(fā)人員只需要通過這些接口，就可以為許多流行的人工智能技術(shù)和框架提供標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)還將為有興趣將其現(xiàn)有軟件部署到 Amrita 上的研究人員和公司提供詳細(xì)的文檔和教程，并且歡迎各開發(fā)人員與 Amrita 一起合作將最先進(jìn)的人工智能技術(shù)提供給 Amrita 的用戶。

2.1 服務(wù)參與節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)

本系統(tǒng)中服務(wù)參與節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)包含了面向區(qū)塊鏈的 API。這使我們可以實(shí)現(xiàn)對不同區(qū)塊鏈系統(tǒng)的支持，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的擴(kuò)展性（scalability），未來從以太坊擴(kuò)展到其他公鏈會非常平滑。Amrita 的初始實(shí)施基于以太坊，但將來可以實(shí)現(xiàn)靈活切換。區(qū)塊鏈 API 使服務(wù)參與節(jié)點(diǎn)能夠加入網(wǎng)絡(luò)，離開網(wǎng)絡(luò)，宣傳自己的服務(wù)，尋找服務(wù)提供商，以及協(xié)商合作關(guān)系。Amrita 還將為服務(wù)參與節(jié)點(diǎn)部署智能合約，其中包括其公鑰、代幣賬戶和服務(wù)能力描述。每個服務(wù)參與點(diǎn)都將有相應(yīng)的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)合約，并保存在自己的智能合約中，并且在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)更新。如上所述，一些服務(wù)參與節(jié)點(diǎn)將向客戶提供服務(wù)，充當(dāng)其他代理商的客戶。當(dāng)這些服務(wù)參與節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，他們將通過瀏覽他們的廣告來搜索合適的服務(wù)提供商。

2.2 提供數(shù)據(jù)及人工智能服務(wù)

服務(wù)參與節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)廣告其服務(wù)，包括如何向客戶收費(fèi)，如何接受數(shù)據(jù)（文件格式，存儲位置，協(xié)議等）以及如何提供結(jié)果。還應(yīng)該盡最大努力使網(wǎng)絡(luò)知曉它目前是否可以提供服務(wù)。在任何時(shí)刻，限于存儲和資源以及運(yùn)算能力的有限性，個別服務(wù)參與節(jié)點(diǎn)都有可能無法真正執(zhí)行服務(wù)。它可能沒有計(jì)算或存儲資源，它可能無法連接到它所需的特定資源，或者可能需要另一個服務(wù)參與節(jié)點(diǎn)來提供一個特定的子服務(wù)。任何工作報(bào)價(jià)都以價(jià)格建議和服務(wù)準(zhǔn)備狀態(tài)形式提出。代理商可以同意定價(jià)建議或者進(jìn)一步議價(jià)。服務(wù)參與節(jié)點(diǎn)也可以在其廣告中聲明價(jià)格，服務(wù)內(nèi)容還可能包括數(shù)據(jù)傳遞的首選機(jī)制等談判內(nèi)容。一旦邀約被約定，它將作為合同被添加到區(qū)塊鏈中，并且鏈接到托管賬戶（可以指定一個服務(wù)參與節(jié)點(diǎn)作為仲裁方）。一旦工作完成，客戶已經(jīng)獲得了結(jié)果，代管賬戶將資金轉(zhuǎn)交給執(zhí)行服務(wù)的服務(wù)參與節(jié)點(diǎn)。每項(xiàng)工作完成后，客戶也可以評估服務(wù)提供者。服務(wù)評級是公開的，并存儲在代理智能合約中，以供潛在客戶和合作伙伴查詢。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議獨(dú)立于數(shù)據(jù)儲存的選擇，存儲解決方案選擇權(quán)屬于服務(wù)參與方。這使得平臺可以支持成熟的基于云的解決方案，如亞馬遜 S3，以及像BigChainDB，Ocean，IPFS，Maidsafe，Storj 等分布式儲存方案。

2.3 多服務(wù)節(jié)點(diǎn)協(xié)同

隨著網(wǎng)絡(luò)平臺的逐漸成熟，Amrita 將鼓勵服務(wù)參與方節(jié)點(diǎn)進(jìn)行更加復(fù)雜的交互以獲取及提供更好的服務(wù)，服務(wù)節(jié)點(diǎn)還可以將其服務(wù)分包給其他服務(wù)節(jié)點(diǎn)。一個服務(wù)參與方節(jié)點(diǎn)可以從其他服務(wù)參與方節(jié)點(diǎn)獲取硬件、數(shù)據(jù)以及人工智能應(yīng)用服務(wù)。當(dāng)服務(wù)節(jié)點(diǎn)提供特定服務(wù)時(shí)，如果需要與該服務(wù)相關(guān)子任務(wù)的合作伙伴，它將搜索現(xiàn)有的廣告并選擇潛在的合作伙伴。如果找不到合作伙伴提供需要的服務(wù)，則不能接受該服務(wù)的工作機(jī)會。由于每個服務(wù)參與方節(jié)點(diǎn)都管理自己的供應(yīng)商關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)允許非常復(fù)雜的協(xié)作安排。但是，從用戶的角度來看，這一切都是在幕后透明進(jìn)行的。

AMN 代幣

1. 為什么需要 AMN 代幣

Amrita Network 為了創(chuàng)建一個豐富的生態(tài)，激勵各個參與方，確保網(wǎng)絡(luò)能自主演變成一個全球性的醫(yī)療數(shù)據(jù)和人工智能市場，我們需要為 Amrita Network 創(chuàng)建一個原生代幣 Amrita Network Token （AMN） ，具體來說 AMN 具有以下的使用功能：從生態(tài)需求來看，體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1） 通用代幣：AMN 是 Amrita 網(wǎng)絡(luò)上的通用代幣，將來的生態(tài)參與者需要通過AMN 作為支付手段，服務(wù)提供方需要通過 AMN 作為服務(wù)的保證金支付，進(jìn)入 Amrita 的生態(tài)體系。

主要支付功能體現(xiàn)在以下幾方面：

·任務(wù)請求方需要針對的任務(wù)向服務(wù)方通過 AMN 做支付 ;

·服務(wù)商在參與某些高價(jià)值任務(wù)招投標(biāo)時(shí)，需要通過 AMN 支付保證金 ;

·醫(yī)療數(shù)據(jù)的買方向醫(yī)療數(shù)據(jù)的賣方需要通過 AMN 對數(shù)據(jù)交易做支付 ;

·其它的服務(wù)交易所涉及的支付。

（2） 微小服務(wù)及支付需求：Amrita Network 的用戶千千萬萬，而且分布在全球各個地方，因此，一個可以通過區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)的代幣，可以極大減少網(wǎng)絡(luò)和區(qū)域交易摩擦，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模微小交易服務(wù)。

（3） 應(yīng)用幣的錨定幣：將來隨著 Amrita 網(wǎng)絡(luò)的逐漸成熟和應(yīng)用的豐富，我們將會允許不同的應(yīng)用開發(fā)商基于自己的需求及業(yè)務(wù)模式，在 Amrita 平臺上發(fā)行應(yīng)用幣。所有基于 Amrita Network 產(chǎn)生的應(yīng)用幣發(fā)生的手續(xù)費(fèi)，會在AMN 持有人中分配。

（4） 治理功能：在網(wǎng)絡(luò)成熟之后，社區(qū)治理會逐漸過度到 DAO （ 分布式自治組織 ） ，完全在區(qū)塊鏈上實(shí)現(xiàn) AMN 代幣持有人管理和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)更新。

2. AMN 代幣發(fā)行政策

Amrita Network Token （AMN）

總量幣數(shù)：10 億

小數(shù)點(diǎn)：18 位

3. 募資用途

項(xiàng)目的資金只用于 Amrita 網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)和推動其向有益方向發(fā)展，募集額度會影響資金的分配及使用狀況，然而 AMN 代幣儲備及交易機(jī)制將確保項(xiàng)目按照我們最初設(shè)定的目標(biāo)穩(wěn)步前進(jìn)。

應(yīng)用前景與市場機(jī)會

1 Amrita Network 服務(wù)及應(yīng)用領(lǐng)域

（1） 人工智能應(yīng)用市場對接

鑒于全球醫(yī)療人才的緊缺，及醫(yī)療資源匹配的不平衡，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、可靠且充足的醫(yī)療數(shù)據(jù)是限制人工智能發(fā)展的重要瓶頸。Amrita 平臺實(shí)現(xiàn)了醫(yī)療數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化及提供了人工智能研究重要的基礎(chǔ)，將大大提高人工智能的發(fā)展。在 Amrita 的生態(tài)系統(tǒng)中，最優(yōu)算力及算法的提供者將獲得 AMN 代幣作為回報(bào)。

（2） 臨床研究、醫(yī)藥研究及新藥試驗(yàn)跟蹤

Amrita 將連接研究機(jī)構(gòu)、藥廠及愿意共享其健康數(shù)據(jù)的用戶，為臨床研究提供便利。用戶將會提供給研究者可靠的、有依據(jù)的健康信息。作為回報(bào)，參與者將通過AMN 代幣中得到回報(bào)。Amrita 平臺建立臨床醫(yī)療數(shù)據(jù)庫，為臨床各項(xiàng)治療、醫(yī)護(hù)提供參考意見。通過 Amrita 平臺，部分新藥的實(shí)驗(yàn)樣本可擴(kuò)大到全世界，完善樣本取樣群體，為醫(yī)藥研究測試后評估等提供參考意見。

（3） 個人健康信息管理及診斷

Amrita 平臺通過集成不同個體的體檢、醫(yī)療、護(hù)養(yǎng)等機(jī)構(gòu)的大數(shù)據(jù)，動態(tài)管理個人的健康信息，形成個人健康檔案，同時(shí)根據(jù)輸入信息的變動，及時(shí)利用平臺計(jì)算能力，更新健康檔案，同時(shí)對病癥進(jìn)行預(yù)防和診斷，形成個人健康信息及電子病歷。

（4） 保險(xiǎn)費(fèi)用計(jì)算和自動理賠系統(tǒng)

在使用者允許的情況下，Amrita 平臺可為醫(yī)療保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)提供使用者的健康信息，利用平臺計(jì)算能力快速確定保費(fèi)，同時(shí)利用智能合約處理保險(xiǎn)賠付等問題。

（5） 遠(yuǎn)程醫(yī)療及治療

遠(yuǎn)程醫(yī)療是一項(xiàng)醫(yī)生與患者使用網(wǎng)絡(luò)連接的在線咨詢，Amrita 不僅提供了這種既定的和成功的咨詢形式，而且可以讓醫(yī)生與他們進(jìn)行互動交流，以適應(yīng)醫(yī)生的需求。 患者可以授權(quán)醫(yī)生訪問他們的健康記錄，同時(shí)付給 AMN 給醫(yī)生作為服務(wù)的回報(bào)。Amrita 連接患者和遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)提供者，患者通過授權(quán)醫(yī)生訪問自己的健康記錄并授予 AMN 代幣實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。

（6） 醫(yī)療糾紛可追溯性查詢

通過對 Amrita 網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療信息查詢，醫(yī)療管理者可以對醫(yī)療服務(wù)的完整過程進(jìn)行監(jiān)控和質(zhì)量控制，并回溯調(diào)查醫(yī)療糾紛。

（7） 社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

對于平臺內(nèi)的慢性疾病患者，可通過平臺搜索同類患者，大家可以通過社群共同勉勵，分享經(jīng)驗(yàn)，提高社群內(nèi)病人的關(guān)懷度。

（8） 醫(yī)養(yǎng)大數(shù)據(jù)信息指導(dǎo)

人口老齡化的腳步已經(jīng)迫近，醫(yī)養(yǎng)大數(shù)據(jù)可在 Amrita 平臺上提供給養(yǎng)老機(jī)構(gòu)，讓養(yǎng)老金實(shí)行細(xì)致養(yǎng)老，精準(zhǔn)養(yǎng)老。

2. 市場合作機(jī)會

2.1 首個落地應(yīng)用戰(zhàn)略合作

Amrita 將與“腦醫(yī)生”團(tuán)隊(duì)深度合作，使之成為 Amrita 平臺第一個重要的落地應(yīng)用?！澳X醫(yī)生”團(tuán)隊(duì)將幫助基金會搭建一個基于大數(shù)據(jù)和人工智能的云平臺，首先從醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)分析開始，逐漸向其它類型的數(shù)據(jù)延展（比如電子病歷數(shù)據(jù)，患者基因數(shù)據(jù)等）。具體而言，Amrita 會做任務(wù)協(xié)調(diào)，由服務(wù)請求方發(fā)起醫(yī)療影像數(shù)據(jù)分析的請求，然后 Amrita 首先將所有標(biāo)準(zhǔn)化圖像從客戶端加密上傳到 Amrita 分配好的服務(wù)提供商的系統(tǒng)進(jìn)行自動結(jié)構(gòu)分析，生成準(zhǔn)確的腦區(qū)域體積和厚度。同時(shí)對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，用于后期深度學(xué)習(xí)模型的預(yù)測。最后，網(wǎng)絡(luò)向服務(wù)請求方反饋一個全面的大腦輔助診斷報(bào)告和一個人工智能報(bào)告來預(yù)測特定的疾病。

2.2 大數(shù)據(jù)分析

醫(yī)學(xué)圖像和深度學(xué)習(xí)的結(jié)合需要大量的標(biāo)記和高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。“腦醫(yī)生”的大數(shù)據(jù)來自中國的一些頂級醫(yī)院，他們已經(jīng)獲得了數(shù)萬例標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)，包括阿爾茨海默病、帕金森病、白質(zhì)病變等。該數(shù)據(jù)庫每天都在增加。所有的大腦高質(zhì)量影像數(shù)據(jù)依據(jù)國際通用標(biāo)準(zhǔn)建立，具有相同的掃描參數(shù)（例如序列，層厚及分辨率等）以確保醫(yī)療數(shù)據(jù)的高標(biāo)準(zhǔn)。此外，所有的數(shù)據(jù)都包括重要的臨床信息，有助于進(jìn)行多模態(tài)的人工智能數(shù)據(jù)分析?！澳X醫(yī)生”用于產(chǎn)品的數(shù)據(jù)集完全匿名，沒有任何標(biāo)識信息。

2.3 腦醫(yī)生系統(tǒng)與分布式算力市場云計(jì)算架構(gòu)

腦醫(yī)生系統(tǒng)將在 Amrita 網(wǎng)絡(luò)上部署，首先支付及任務(wù)分配會在區(qū)塊鏈上通過智能合約實(shí)現(xiàn)，而后將儲存層逐漸遷移到分布式儲存平臺，另外算力市場也逐漸從亞馬遜及騰訊等中心化算力平臺遷移到去中心化算力平臺（如 iExec 或者 Golem）。服務(wù)請求方可以在網(wǎng)頁端訪問和操作腦醫(yī)生系統(tǒng)，并調(diào)用 “腦醫(yī)生”的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)。

2.4 深度學(xué)習(xí)架構(gòu)

腦醫(yī)生人工智能系統(tǒng)需要處理 3D MRI 圖像，因此采用了 3D 卷積體系結(jié)構(gòu)。與 2D 體系結(jié)構(gòu)相比，3D 卷積體系結(jié)構(gòu)能夠在兩個連續(xù)切片之間獲取空間信息，有助于解決影像數(shù)據(jù)的連貫性，與臨床實(shí)踐更為接近。然而，增加一個維度意味著更多的訓(xùn)練參數(shù)，這進(jìn)一步需要更多的訓(xùn)練實(shí)例。腦醫(yī)生的深度學(xué)習(xí)算法引入了一種自動編碼器，它是一種特殊類型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，能夠產(chǎn)生與輸入相同的輸出，以降低原始MRI 圖像的維度和捕獲有用特征。自動編碼器由兩部分組成，即編碼器和解碼器。編碼器將原始輸入的 MRI 圖像映射到具有比原始輸入低的維度的隱藏特征，而解碼器將這些特征映射回輸入圖像。提取的特征被送到另一個稱為分類網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，輸出患者具有 AD 的概率。圖 14 顯示了自動編碼器和分類網(wǎng)絡(luò)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。

腦醫(yī)生系統(tǒng)采用的 3D CNN 深度學(xué)習(xí)算法，其包括自動編碼器（Autoencoder）和分類網(wǎng)絡(luò)（Classification）的體系結(jié)構(gòu)。自動解碼包括兩個方面，編碼和解碼。圖像特征的提取從編碼其中獲取，并作為輸入端進(jìn)入分類網(wǎng)絡(luò)。

腦醫(yī)生的深度學(xué)習(xí)算法可以取得優(yōu)秀的診斷結(jié)果，在區(qū)分 AD 患者和正常人的分類上達(dá)到了 88% 的特異性，80% 的靈敏度和 85％的平均準(zhǔn)確率。其研究成果被2018 年國際核磁共振協(xié)會收錄并發(fā)表。

2.5 更多臨床應(yīng)用場景

近年來，越來越多的研究側(cè)重于深度學(xué)習(xí)及其在醫(yī)學(xué)影像中的使用，包括分類、檢測、分割和配準(zhǔn)等幾個醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。對于分類，圖像分類和對象 / 病灶分類是基于MRI 圖像的醫(yī)療用途中最常見的類型。在所有發(fā)表的論文中，大多數(shù)使用 CNN 來訓(xùn)練他們自己的模型，根據(jù)不同的研究，準(zhǔn)確率在 60％到 90%。與無監(jiān)督體系結(jié)構(gòu)，CNN 通常被認(rèn)為是目前標(biāo)準(zhǔn)的疾病分類檢測技術(shù)，分割和配準(zhǔn)也很大程度上取決于CNN 的架構(gòu)，深度學(xué)習(xí)算法大大提高了醫(yī)療數(shù)據(jù)的信息提取和解讀，大幅提高了對疾病診斷的準(zhǔn)確性和實(shí)現(xiàn)了對疾病進(jìn)程和療效評估的預(yù)測。Amrita Network 的首要臨床應(yīng)用關(guān)注中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，將在多種臨床應(yīng)用場景上實(shí)現(xiàn)突破，解決臨床問題。

阿爾茲海默癥和認(rèn)知障礙

阿爾茨海默病 （AD），是一種慢性神經(jīng)退行性疾病，可以緩慢地破壞人類的腦細(xì)胞，最終導(dǎo)致人類記憶力的喪失和處理最簡單日常任務(wù)的能力。在中國，阿爾茲海默病患者平均每人年花費(fèi)為 13.2 萬元；其中年直接醫(yī)療費(fèi)用人均 4.0 萬元，年直接非醫(yī)療費(fèi)用人均 2.4 萬元，年間接費(fèi)用人均 9.5 萬元。中國阿爾茲海默病患者總花費(fèi)超過11562.4 億元人民幣。傳統(tǒng)的 AD 診斷嚴(yán)重依賴于放射科醫(yī)生和神經(jīng)科醫(yī)生的檢查。

因此，大部分患者處于 AD 后期才有明確診斷。一般情況下，AD 在正常和輕度認(rèn)知障礙 （MCI） 期間的早期篩選和分類是困難的，MCI 是及時(shí)干預(yù)和延遲疾病過程的關(guān)鍵時(shí)期。

帕金森病

帕金森病 （PD） 主要影響運(yùn)動系統(tǒng)，是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)的長期退行性疾病。基于人工智能算法的診斷平臺可以通過精確計(jì)算大腦各個區(qū)域結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)達(dá)到早期診斷帕金森疾病并評估治療的療效。

自閉癥 （Autism）/ 注意力障礙 （ADHD）

自閉癥是一種神經(jīng)發(fā)育障礙，導(dǎo)致社會交往和交流的普遍異常，重復(fù)行為和限制性興趣。注意缺陷 / 多動障礙 （ADHD） 是最常見的兒童心理障礙之一。注意力缺陷多動障礙始于兒童時(shí)期，隨后可能表現(xiàn)為終生癥狀，包括注意力不集中，運(yùn)動過度活躍或躁動不安，沖動控制能力差。因此，有越來越多的科研機(jī)構(gòu)開發(fā)系統(tǒng)探索如何檢測大腦結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化并預(yù)測這些疾病。

腦血管疾病

除了 MRI 圖像之外，深度學(xué)習(xí)還可用于包括 CT 和 X 射線在內(nèi)的其它醫(yī)學(xué)圖像。在 CT 方面，深度學(xué)習(xí)算法可以早期診斷腦卒中及評估預(yù)后，有助于臨床醫(yī)生制定有針對性的診療計(jì)劃和改善中風(fēng)的病人管理 （ 圖 15）。

以 Amrita Network 為基礎(chǔ)的醫(yī)療人工智能生態(tài)通過與“腦醫(yī)生”系統(tǒng)的整合，實(shí)現(xiàn)了對多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病診斷的突破，比如系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動預(yù)測 AD 患者的準(zhǔn)確率高達(dá) 85％，對 PD 患者的診斷準(zhǔn)確率超過 80%，對 Autism 的診斷準(zhǔn)確率超過88%，對腦卒中的診斷準(zhǔn)確率超過 90%。所有這些數(shù)據(jù)都大大超越經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的醫(yī)生的準(zhǔn)確率。

開發(fā)路徑

Amrita Network 是一個基于區(qū)塊鏈的分布式的醫(yī)療數(shù)據(jù)儲存、交換及醫(yī)療人工智能應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，通過同態(tài)加密技術(shù)及區(qū)塊鏈技術(shù)，建立一個全球化的分布式醫(yī)療數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò)及醫(yī)療人工智能算法的交易市場，使得全球的醫(yī)療數(shù)據(jù)得以更好的共享、發(fā)掘、分析和處理，加快新藥研究、疾病診斷，推動全球醫(yī)療事業(yè)的進(jìn)步。

Amrita Network 開發(fā)路徑分幾個階段：

前期準(zhǔn)備階段 （2016 年 6 月 - 2017 年 1 月 ）：通過“腦醫(yī)生”項(xiàng)目，團(tuán)隊(duì)初步形成底層技術(shù)積累，并且建立了“腦醫(yī)生”的醫(yī)療影像人工智能算法和大數(shù)據(jù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)形成數(shù)萬例標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)。與全球的研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)達(dá)成初步合作，與國內(nèi)多個甲級醫(yī)院展開落地合作，醫(yī)療影像人工智能分析網(wǎng)絡(luò)將成為 AmritaNetwork 的第一個落地應(yīng)用。

區(qū)塊鏈籌備、代幣私募及公募階段 （2017 年 2 月 -2018 年 5 月 ）：初定完成私募及公募并上交易所交易。

單細(xì)胞時(shí)代 （2018 年 5 月 -2018 年 10 月 ）：Amrita 網(wǎng)絡(luò)的 Beta 主網(wǎng)絡(luò)開發(fā)及運(yùn)行。共識層建立在以太坊上，可以實(shí)現(xiàn)部分去中心化的功能 （ 比如連接去中心化的存儲 （IPFS，Storj， Maidsafe 等 ） 及去中心化的算力平臺 （iExec、Golem），實(shí)現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)的初步共享、分析及人工智能挖掘。落地應(yīng)用上，初步實(shí)現(xiàn)人腦醫(yī)療MRI 及其它類型的掃描數(shù)據(jù)的提交、共享及交換，另外通過人工智能算法對人腦的醫(yī)療影像數(shù)據(jù)做深度分析并反饋結(jié)果，與“腦醫(yī)生”的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)做深度對接。

多細(xì)胞時(shí)代 （2019 年 ）：徹底在醫(yī)療數(shù)據(jù)存儲、計(jì)算力、算法提供上去中心化，充分建立一個多方參與的良性生態(tài)。實(shí)現(xiàn)多樣醫(yī)療數(shù)據(jù)的大規(guī)模對接，并逐步實(shí)現(xiàn)算法及算力市場的開放。

哺乳動物時(shí)代 （2020）：基礎(chǔ)協(xié)議全面去中心化，Amrita 將全球生態(tài)參與提高到更高高度，生態(tài)延伸到全球 200 個國家，實(shí)現(xiàn)多種醫(yī)療數(shù)據(jù)的支持及多樣化人工智能算法。

智人時(shí)代 （2021+）：完全實(shí)現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)的提供、管理、共享及分析，建立完善的人工智能算法及算力市場，使 Amrita 成為全球最大的醫(yī)療數(shù)據(jù)的分享、交易、分析的人工智能網(wǎng)絡(luò)。社區(qū)治理由前期基金會主導(dǎo)轉(zhuǎn)為 Amrita 的 DAO 主導(dǎo)，通過持幣人投票參與管理和社區(qū)生態(tài)發(fā)展。