图片来源：Midjourney
想象一下，远离家乡几百万英里。突然间，你捂住胸口，疼痛剧烈而剧烈。
心脏病发作。恐慌袭来。
谁会帮助你？
这是在太空探索的宏伟梦想中很少有人考虑的问题。显然要带医生，但如果心脏病发作的人就是医生，该怎么办？
太空医学至关重要却被忽视
在我的工作中，我很荣幸能与来自医疗保健领域的不同学科的专家合作。有一次，我问一位航天工程师，航天领域中人们知道哪个领域存在问题，但却没有得到应有的关注（或资金）。
答案：太空医学。
当思考银河探索时，我们会想到光速旅行、殖民、外星生命、冬眠，甚至小行星采矿。
没有人谈论基本医疗保健。
美国宇航局宇航员凯文·福特（背景），第 34 号远征队指挥官；俄罗斯宇航员奥列格·诺维茨基，飞行工程师，参加国际空间站命运实验室的机组人员医疗保健系统 (CHeCS) 医疗应急演习。照片由美国宇航局提供。
原因之一是研究太空中的健康状况具有挑战性，而且收集的数据有限。太空中的健康问题不仅独特，而且表现形式也与地球上不同。获取和理解此类数据非常困难。
幸运的是，随着人工智能的兴起和机器学习工具的改进，这种情况正在改变。
人工智能可以分析大量数据，识别模式并自主决策。它可以提供实时监控、诊断和治疗建议。
随着 OpenAI 和谷歌等公司最近发布新的 AI 模型，医疗助理的出现确实并不遥远。
如今，随着航天机构和私营公司为长期任务做准备，将人工智能融入太空医学将成为深空探索的重要一步，并有朝一日使星际生活成为可能。
我们就像鱼
在太空中生活就如同鱼离开了水。
照片由Mariya Muschard在Unsplash上拍摄
在地球上，我们就像在海洋中畅游的鱼，一切都恰到好处。但在太空中，我们必须学会在失重的环境中移动，像鱼保护自己免受太阳辐射一样保护自己免受不可见辐射的伤害，并应对在孤独的水箱中远离我们的“鱼”同伴的孤独感。
问题一：微重力
微重力，通常称为“零重力”或“失重”，是指物体似乎没有重量并且仅受到非常微弱的引力。
一开始漂浮很有趣，但是随着身体状况的恶化，乐趣就会逐渐消失。
图片来自作者，图标来自 Flaticon.com
- 微重力会导致严重的骨质流失，骨骼密度每月会降低 1-2%。这种影响在骨盆和脊柱等承重骨骼中尤为明显。因此，骨折风险增加，血液中钙含量升高可能导致肾结石。
- 肌肉质量、力量和耐力显著下降，尤其是下半身。肌肉萎缩会阻碍身体机能，增加受伤风险。
- 体液会转移到上身，导致面部浮肿，并可能影响言语运动控制。这种体液重新分布还会导致平衡问题和心血管功能变化。
- 微重力会削弱免疫系统，使宇航员更容易受到感染。研究表明，一些细菌在太空中会变得更具毒性。
问题2：太空辐射
空间辐射是指高能粒子和电磁波。
太空辐射暴露既有直接影响，也有长期影响。
急性辐射暴露可引起一系列症状。轻微症状包括血液变化、腹泻、恶心和呕吐，这些症状通常可以恢复。
然而，在大型太阳粒子事件期间，宇航员可能会遭受更严重的影响，例如中枢神经系统损伤甚至死亡。
就上下文而言，辐射以雷姆（伦琴当量）为单位进行测量。
图片来自作者，图标来自 Flaticon.com。数据来自CDC。
据疾病预防控制中心称，单剂量 1000 雷姆就意味着死亡。
美国环境保护署指出，任何预计每年产生 2 雷姆污染的地区都需要家庭搬迁。
在火星上，即使在辐射较低的地区，宇航员仍然会受到每年 10 雷姆的辐射，这大大增加了患癌症的风险。
这张火星全球地图基于 NASA 火星奥德赛号的数据绘制，显示了到达火星表面的宇宙射线的估计辐射剂量，这对未来人类探索火星来说是一个严重的健康问题。图片由 NASA 提供。
如果没有任何防护措施，或者至少没有监测辐射剂量，那么长期在火星上生活似乎是不可能的。
问题三：孤立与孤独
隔离和禁闭是太空任务期间的主要压力源。它们会损害心理健康和幸福感，影响个人和团队的表现。
缺乏隐私和个人空间，以及不确定的期望，可能会增加船员的焦虑和紧张感。研究表明，这些压力因素可能会恶化情绪、认知能力、睡眠质量和整体活动，可能导致攻击性行为和降低船员凝聚力。
地球的人工智能健康创新正在缓慢但稳步地进入太空
过去几年里，我看到人工智能在病人护理和治疗方面取得的显著进步。
人工智能将把我们在地球上的成功经验应用到太空生活的挑战中，在确保长期任务中宇航员的健康和福祉方面发挥关键作用。
实时监控与诊断
可穿戴生物传感器，例如Astroskin 服装，装有微型传感器，可追踪生命体征、活动水平和其他健康指标。
这些传感器收集了大量的数据，人工智能算法对其进行分析以发现任何异常或潜在的健康问题。
加拿大航天局 (CSA) 宇航员 David Saint-Jacques 展示了 Astroskin，它用于远程任务适应性评估的自主健康监测。创新的 AI 衬衫系统可捕捉宇航员的生命体征，并使用这些数据来评估太空飞行对心血管系统的影响。图片由 CSA/NASA 提供。
例如，人工智能可以通过分析超声波或 MRI 扫描来监测骨密度和肌肉质量的变化，从而对肌肉骨骼问题发出早期预警。其中许多技术正在地球上进行广泛测试。
“这是唯一一款能够以非侵入方式监测生命体征的产品。”
-Pierre-Alexandre Fournier，Astroskin 公司创始人。
人工智能陪伴
太空中需要情感支持和陪伴来减轻心理压力。人工智能可以通过使用人工智能聊天机器人和虚拟助手来帮助实现这一点，这些聊天机器人和虚拟助手可以提供心理支持并关注心理健康。
这个想法并不新鲜；欧洲航天局 (ESA) 与空中客车和 IBM 合作开发了CIMON（Crew Interactive Mobile Companion），一种为国际空间站宇航员提供的人工智能机器人助手。
CIMON是 Crew Interactive MObile companioN 的缩写，是一个 3D 打印球体，用于测试太空中的人机交互。图片由 ESA 提供。
CIMON 帮助完成任务、提供信息并提供陪伴，旨在减轻宇航员可能感受到的压力和孤独感。虽然早期版本存在一些局限性，但未来版本预计将包含更多富有同理心的回应，以更好地支持宇航员的心理健康。
随着新版高级语言模型的发布，我们可以看到 CIMON 功能的重大升级。
AI医生随时为您提供帮助
就像故事开头的场景一样，任何任务的医疗能力都取决于随队医生。然而，随着人工智能的进步，现在任何机组人员都可以在人工智能的协助和指导下进行基本到中级的医疗护理。
人工智能系统可以整合来自生物传感器、医学影像和机组人员医疗记录的数据，提供实时诊断支持和治疗建议。机器学习算法经过地球医学数据训练，可以进行调整，以考虑太空中发生的独特生理变化。
一个主要问题仍然是地球和太空之间的通信延迟。在火星任务中，这种延迟可能单程长达20 分钟，无法进行实时医疗咨询。
在紧急情况下，这些延误可能会危及生命。
有了个人人工智能助理，宇航员即使无法立即与地球通信，也可以获得准确的医疗建议。
不久之后，人工智能就能处理通常需要地球上的医疗专业人员团队才能完成的任务。然而，必须澄清的是，这些人工智能能力主要是预防性的，并用于未来洞察。
归根结底，心脏手术或接生等复杂手术仍需要人类医生。除非我们开发出能够执行这些任务的人工智能机器人，但那完全是另一个话题。
太空室里的大象
您是否知道，只有约11% 的宇航员是女性？
那么，我要问您一个问题：谁的医疗数据将用于训练用于照顾宇航员的人工智能？
如果我们收集所有太空任务的所有医疗数据，这意味着用于训练太空医学人工智能系统的数据绝大多数来自男性。
即使美国宇航局在 20 世纪 70 年代末向女性和少数族裔开放了宇航员队伍，并在 20 世纪 80 年代初开始让他们乘坐航天飞机，但宇航员的数量仍然不能反映更广泛的公众水平。
使用现有的宇航员医疗数据训练人工智能会加剧这种偏见，并重现历史上的不平等现象。如果用于训练人工智能的数据不够多样化，它就无法同样好地检测出每个人的健康问题。
为了确保所有宇航员的健康和安全，我们需要收集和使用更加多样化和有代表性的数据，以便为每个人提供准确的医疗服务，无论性别或种族。
别忘了我们的家
飞向星空不仅仅关乎技术和工程壮举；它还关乎确保太空旅行者能够安全返回。
我相信人工智能在太空医学领域的未来不会取代人类的洞察力和专业知识，而是会增强它们，在最孤立和最具挑战性的环境中提供支持。
在我们不断追求离开地球的过程中，人工智能在太空中的作用是不可否认的，我们在地球之外的生活似乎是不可避免的。我们对地球之外的一切感到惊叹。
但我想让你们保留这个想法。
