微软学者讲座 | 应用计算技术解决生物医学与公共卫生领域未知问题

编者按：距离2021年“微软学者”奖学金申请截止还有2天！今年，我们将继续面向“计算科学”领域接收申请。想知道该领域“微软学者”申请者的评审标准？想了解微软亚洲研究院在计算机与基础科学交叉学科中所做的工作？一起来看微软学者系列线上讲座回顾吧，附讲座全程视频。

近一个世纪以来，生物医学与公共卫生研究的进步大幅提升了人类的健康状况。但同时，这些研究也揭示了许多崭新的问题，并随之产生了大量生物数据。计算机工具有强大的数据挖掘和复杂机制建模能力，可能帮助我们进一步突破知识界限，探索生命的奥秘。

微软亚洲研究院也一直在积极尝试将人工智能和先进计算技术与生物医学和公共卫生研究相结合。为了进一步介绍微软亚洲研究院在计算技术与基础学科交叉领域的研究成果，我们特别开设“微软学者”线上讲座，在6月8日、6月17日分别邀请微软亚洲研究院在计算生物医学和计算公共卫生、计算生态学和计算环境学两个领域深耕的研究员们带来了线上分享。

本篇文章将带来第一期“微软学者”讲座内容回顾。计算机工具如何应用于生物医学以及公共卫生领域，助力守护人类健康、探索生命奥秘？快来一同了解微软亚洲研究院在计算生物医学和计算公共卫生领域领域的最新成果！

6月8日，第一期“微软学者”讲座在线举办，康奈尔大学分子与细胞生物学系博士、微软亚洲研究院高级研究员邓攀介绍了微软亚洲研究院如何将人工智能与生物医学以及公共卫生研究相结合，突破知识边界，探索生命奥秘。微软亚洲研究院计算生物组负责人邵斌也一同加入探讨。

邓攀从生活中常见的生命科学领域未解问题切入。从普通感冒到癌症等重疾，尽管人们对许多疾病的致病病毒有了深入了解，却仍未能研制出任何疫苗或特效药。传统实验方法难以处理人体内数目庞大、种类繁多的细胞活动涉及的复杂机制，而研究人员相信这正是机器智能和计算工具能发挥作用之处。

讲座全程视频回顾

邓攀介绍了微软亚洲研究院从基础生物医学研究到公共卫生、药物开发等领域的五个项目：蛋白质折叠预测、分子动力学、抗原图谱项目、公共卫生预测框架、计算机辅助药物发现。

半个世纪以来，利用计算机理解和模拟蛋白质折叠过程取得了巨大进展。通过距离几何方法，研究人员可以从距离矩阵中确定蛋白质的确认性，从而进一步提高蛋白质折叠预测算法的性能。

分子动力学通过近似真实环境的已知物理来模拟蛋白质或其他分子系统中的数据移动。研究人员利用基于深度学习的加速算法以及微软亚洲研究院的计算资源，模拟了病毒实现感染的两种模式。

抗原图谱项目试图解析免疫 T 细胞与抗原之间的对应关系，该成果应用于 FDA 批准的首个及唯一一个可用于 新冠病毒检测的商业 T 细胞检测，准确性远高于传统的抗体检测。

在公共卫生领域，实现针对大规模流性疾病的预测有利于高效进行资源分配及其他干预措施。自新冠肺炎疫情爆发以来，CDC 一直与50多个国际研究小组合作，致力于更准确地预测疫情发展情况，为公共卫生决策提供参考。其中，微软亚洲研究院开发的多层级时空模型框架展现出了非常稳定且准确的预测表现，为疫情防控提供了宝贵信息。

传统的药物发现耗时极长，同时需要投入巨大财力物力，计算机的辅助能够提高药物开发的速度并降低成本。基于分子动力学的虚拟筛选技术可以作为先导化合物生成的有力工具；另一方面，研究人员使用生成式建模方法，大大提高了药物成药性预测的效率。

除此之外，微软亚洲研究院还在基因组学、精准医疗、医学图像计算等领域设置研究项目，助力药物开发与临床决策；将研究与健康科技产品开发相结合，推动人工智能在健康领域的应用。

在分享的最后，邓攀介绍了“微软学者”奖学金项目的设置情况与全新启动的“计算科学”方向，她说，“我真诚地希望你们加入，利用生物医学科学和公共卫生领域的计算创新来扩展知识的边界，一起改变世界！”

为更好发掘通过计算机理论与技术创新推动基础科学领域发展的复合学术人才，支持和鼓励有潜力的学生更好地开展交叉领域研究工作，2021年“微软学者”奖学金将继续面向“计算科学”领域接收申请（点击阅读原文，了解“微软学者”申请要求与“计算科学”相关领域及参考工作）。

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了解“微软学者”奖学金申请要求！

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