盧頎╱北美智權報
人工智慧（AI）技術再度為生醫研究帶來突破性進展！國家衛生研究院（國衛院）生醫工程與奈米醫學研究所研究團隊與國立清華大學及國衛院實驗動物中心強強聯手，於8月31日召開記者會宣布，此次合作已成功開發出「AI影像辨識技術精準判別實驗動物行為」系統。這套系統如同為實驗動物裝上「AI電眼」，透過影像紀錄、深度學習及AI辨識技術，持續且即時觀測實驗動物行為，可持續24小時辨識至少8種行為，且可追蹤及分析數據，讓研究人員「看得到」也「量得到」，為醫藥研發帶來新的科技助力。該項跨領域重大研發成果，已正式發表於國際知名學術期刊《iScience》。
從人工觀察走向精準量化 成為研究員「關鍵助手」
生物醫學研究經常透過細胞實驗、動物實驗及人體臨床試驗彼此驗證。其中，實驗動物的生理與行為變化，是評估新藥安全性與療效的關鍵指標。然而，傳統的動物行為觀察往往需要研究人員投入大量時間進行人工記錄，在長時間、連續性的觀察需求下，也容易受到人力與觀察條件限制 — 不僅極耗人力，更難以做到不間斷的長期觀察。
國衛院聯手清大的研究團隊此次突破傳統限制，在既有的實驗動物飼育籠上建置多功能影像紀錄器，導入深度學習與AI影像鑑別技術。這套系統讓研究數據從單純的「看得到」升級為「量得到」，目前可連續24小時穩定辨識至少8種動物行為（包含飲水、理毛、進食、搜尋、休息 / 睡覺、啃咬、抓癢及直立站立）。其中有4種特定行為的辨識精準度高達90%以上，8種行為整體判定精準度則可超過80%。
AI結合實踐動物實驗倫理「3R原則」 兼顧科研品質與人道關懷
目前國內外對於實驗動物的使用均具有嚴謹的倫理規範，其中，「3R原則」 — 減量（Reduction）、取代（Replacement）與精緻化（Refinement）係構成實驗動物研究中極為重要的倫理基礎。國衛院聯手清大的研究團隊所研發的AI影像辨識技術，透過即時、長期的數據追蹤，能建立客觀量化的動物生存品質指標，正是落實動物實驗3R原則中「精緻化」的具體展現。搭配實驗場域的無線網路建置及資訊安全管理，不僅有助於提升研究資料的完整性與生物醫學研究成果的可靠性，也可降低長時間人工觀察所需的人力負擔，為實驗動物照護與研究管理提供新的科技工具。
研究團隊表示，此項研究成果展現AI技術協助生物醫學研究的潛力。AI應用領域廣泛，透過跨機構合作、人才培育及持續進修，可進一步擴大AI技術在生醫研究領域的應用，促進研究成果實際落地。
國衛院表示，未來將持續深化跨領域合作與人才培育，推動AI技術在癌症、環境醫學等生醫研究場域的落地應用，讓科技在賦能醫療創新的同時，也為動物實驗注入更多人道關懷。
備註：
- 研究論文全文：AI-powered home cage system for real-time tracking and analysis of rodent behavior. Published on 15 Nov 2024, iScience.
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