新工业革命：生物技术×人工智能
原文地址：https://a16z.com/2023/05/17/the-new-industrial-revolution-bio-x-ai/
发表时间：2023年5月17日
作者：Vijay Pande
译者：通往AGI之路，若有瑕疵之处，请在段落评论中斧正，谨此致谢
编者注：本文最初发表于2021年10月。我们仍然对人工智能改变生物与健康领域持续看好，尤其是人工智能继续推动Vijay在下文中讨论的工业生物复合体的发展。
过去十年中，我们已经看到了生物科技和技术交叉点的多个趋势成为现实：得益于计算能力，生物科学领域出现了一种类似摩尔定律的规律；机器学习和人工智能正在改变生物制药和医疗保健的多个领域；我们现在不仅可以“读取”生物信息，还可以“写入”生物信息，包括CRISPR技术（即使仅在十年时间里）。此外，我们还看到护理服务的快速解构，这是由“伟大的解锁”推动的，包括医院的解构（分解为分散的社区、虚拟环境等）以及朝着基于价值或结果的护理模式的转变。
推动这场革命的是一新一波的创始人和初创公司，他们融合了技术和生物科技世界——重要的是，这不仅仅是旧有的生物技术世界（或者将生物科技领域中的技术狭义地定义为仅仅是“数字健康”），而是更宽泛、更大、更混合的两个世界。简而言之，受技术启动的生物科学正在改变世界。这不仅改变了我们如何诊断、治疗和管理疾病，还改变了我们在医疗系统中获取、支付和提供护理的方式。它现在还进入到制造、食品和其他几个行业。生物正在成为一切的一部分。
这个新时代的工业化生物科学，受到人工智能的启动以及生物科学从经验科学向更多的工程化方法的基本转变，将成为人类历史上的下一次工业革命。推动它向前迈进的是一个巨大的新驱动力，即新型冠状病毒SARS-CoV-2及其不断演变的毒株，以及由此引发的COVID-19疾病大流行和应对——我相信这类似于我们这一代人的第二次世界大战（WW2）。换句话说：一场巨大的全球动荡，但这将导致前所未有的创新和重要的新参与者。
这个新时代的工业化生物科学——受到人工智能的启动以及生物科学从经验科学向更多的工程化方法的基本转变——将成为人类历史上的下一次工业革命。
因此，我们现在将看到生物科技版本的GAFA（Google、Amazon、Facebook、Apple）的出现，这些公司是计算、社交、移动领域的领导者，但这将用于生物科技领域。随之而来的，将是一个后二战/后COVID的“工业生物复合体”。
科技与生物科技的二战时刻
半个世纪前，我们在战争结束数十年后看到了现代工业革命。它开始于战争期间或紧随其后的进步，包括在医疗保健领域——如流感疫苗、青霉素的商业生产和输血——到技术进步，如喷气发动机、雷达、微波以及电子计算（最著名的是ENIAC，世界上首批通用计算机之一）。但在1970年代，大规模制造和生产自动化的创新——例如家用物品、汽车等——导致了最近的一次工业革命，并伴随着半导体、电子、计算、人工智能等后来的进步。
与二战一样，COVID已经成为全球系统的一次残酷警醒和打击。这种疾病的大规模死亡和恐怖，以及我们适应和改进对它的响应的能力，将激发——已经激发——生物制药和医疗保健行业的新一波创新、新的活力和活力。世界现在看到了工程在医疗保健中的承诺的为什么和如何；只需举例如何迅速地以及我们以何种方式开发了mRNA 疫苗的例子。
这就是为什么我相信，跟随我们这一代人的世界大战——即后COVID时代——将出现的科技革命将是工业生物复合体的创造。因为生物的工业化带来了新的规模，以及随之而来的新的治疗方法、更健康的生活方式、减缓气候变化影响的新型制造和建设等。因此，生物技术将成为新的制造业革命，每个人都将把他们的注意力、投资、教育和努力倾注进去：无论是为了安全和健康，国家安全，还是更大的繁荣。
因此，生物科技成为了新的制造业革命，每个人都将把他们的注意力、投资、教育和努力倾注进去：无论是为了安全和健康，国家安全，还是更大的繁荣。
人工智能（AI）将继续在这里发挥变革性作用。与以往的革命一样，这一技术平台的转变将对不同行业产生不同的影响。值得注意的是，国际学者卡洛塔·佩雷斯已经描绘了下一次工业革命的技术如何不一定能助力前一次革命；例如，1970年代的技术革命并没有对1940年代和1950年代的工业化商品产生重大影响。同样地，AI具有讽刺意味地不会对技术革命产生最大的影响。在那些已经完全依赖于摩尔定律的领域——AI可能被过分炒作；正如Casado和Bornstein所解释的，AI并不一定能对这些商业模式作出巨大贡献。（将AI本身标记为一次工业革命是很有诱惑力的，但如佩雷斯进一步指出，技术本身并非革命。相反，工业革命反映的是多种变革性技术组合进一个特定的、具有巨大潜力的市场。）
在主要由服务主导的生物和医疗保健市场中，我们预计AI可能会带来巨大的收益——至少在AI能够将服务转化为“计算”资源的程度上。AI在企业中并不总是那么有用，因为它比现有的状态慢，单位经济成本更高等。但在生物科技领域，AI可能极为有用：它有助于将那些过去昂贵、人力密集、效率较低且难以获得的事物转变为更低成本、更高效、甚至更有效的“计算”。
一旦这种情况发生，技术就能渗透到以前未受IT革命影响的行业中。实际上，经济学家和创新者长期以来一直在思考，为什么我们没有在医疗保健等其他行业中看到我们在其他行业中看到的那种巨大收益，这被称为鲍莫尔的成本病——因为当技术成功渗透到行业中时，它会将原本昂贵的服务转化为更加便宜的商品。（并释放人力去从事更有意义的工作，这也是它在医疗保健领域中可能发挥作用的地方。换句话说，技术可以让人类的医疗保健变得更加人性化。）
我们今天正站在这个转折点上。直到现在，医疗保健和生物技术仍然大量依赖服务——由受过专业培训的科学家和医生提供——这些服务是算法无法替代的，更不用说为公司增加足够的价值来采纳它们了。但现在，我们正处于一个革命的起点，AI正在 工业化生物制药和医疗保健，它被应用于从药物设计和诊断到医疗保健交付和后勤功能的各个方面。（关于在生物学中应用AI的讨论经常出现的问题或挑战，我在此处解决了医疗保健中AI的“黑箱”问题；并在此处解决了我们获取智能[与“愚蠢”] AI的需求问题。）
但现在，我们正处于一个革命的起点，AI 正在使生物制药和医疗保健产业化，并且它被应用到从药物设计和诊断，到医疗服务交付和后台运营功能的方方面面。
在所有这些领域（以及尚未出现的其他领域），生物制药和医疗保健的工业化都可以取得长足进展。例如，机器可以学习一个人经过徒弟式培训才能做到的事情。我们可以轻松地进行复制，这使我们可以像启动基于云的服务器一样扩展专业知识：立即、廉价（与专家劳动力相比）并具有巨大的规模。而且，这不仅限于计算：自动化和机器人技术同样实现了规模，同时进一步实现了以前不可能实现的真正的生物可再现性——从而解决了“未工业化”的生物学的最大弱点。
生物技术现在可以大规模地扩展。
我们如何及向哪里继续前进？
从过去二十年在科技领域的经验中汲取教训，我们可以期待在未来二十年的科技与生物科技交叉领域中看到什么？当我们更深入地进入生物工程化，生物的工业化和后二战/后COVID效应这两大趋势汇聚在一起时，会产生什么后果呢？
比如，考虑一下移动领域过去十年的发展，以及科技创新是如何循环发展的。再次引用卡洛塔·佩雷斯的有影响力的工作：移动技术和许多先前的技术一样，经历了一个“安装”阶段，然后是一个“部署”阶段。佩雷斯的概念在此处由杰瑞·纽曼很好地总结了，但基本上，在安装阶段，资本流向建设技术革命所需的基础设施；这个安装阶段还需要更多的推动而非拉动，这是生物初创公司在市场进入、合作伙伴关系和其他业务发展方面特别重要的地方。
然后，在某一特定技术革命的部署阶段——当地球上的智能手机数量超过25亿之后，我们进入了移动技术的这个阶段——公司通常会转向扩张和巩固现有市场，而不仅仅是创建它们。在这个阶段，公司开始在成本、可用性和规模上展开更激烈的竞争；对于移动技术，这一转变引发了新的问题，比如“站在巨人的肩膀上，我们能构建什么？”（在这种情况下，巨人指的是像苹果和谷歌这样的公司。）
我预计科技与生物科技（tech x bio）将走一条类似的道路。现在，我们正处于一个关键时刻，意识到我们需要具备工程化生物的能力，以及更完善的工程化它的能力（也就是说，我们仍然处于安装阶段）。在科技行业，互联网的类似阶段催生了像亚马逊和谷歌这样的大型公司。考虑到这两大趋势的组合效应——以及健康医疗市场的巨大规模和挑战——我们应该预期看到几家潜在的万亿美元规模的公司崛起：终于出现了一个与GAFA（Google、Amazon、Facebook、Apple）相当的生物科技版GAFA。
对于科技与生物科技的创始人来说，这意味着他们的抱负可以比以往任何时候都更大、更容易实现，只要他们能够执行。对于整个行业来说，这意味着解决医疗保健的系统性和结构性问题的途径，这些问题目前被错误地碎片化或整合（更不用说技术可以绕过根深蒂固的孤岛和结构）。最重要的是，对于我们所有人来说，工业生物复合体的成果应该通过大大改善的护理和更便宜的成本，带来更健康、更长寿和更富裕的生活。
尽管仍然处于初期阶段，但已经有一些初步的迹象表明，未来正在崛起的生物科技GAFA（类似谷歌、亚马逊、Facebook和苹果那样的巨头）公司可能会是什么样子：
全栈公司
全栈公司的崛起——这些公司构建完整的端到端产品或服务——如果执行得当，可以绕过现有的企业和其他竞争对手。在消费者领域，一个常用的类比是共享出行，之前有很多公司尝试直接为出租车/豪华轿车行业构建和销售软件，但这些公司并未准备好评估乃至采纳这样的软件。只有当Lyft和Uber等公司出现，并重新思考如果从头开始重建这个行业，它会是什么样子时，使用技术进行共享出行才终于成为现实。
同样地，医疗保健行业的现有公司并没有准备好接纳先进的技术。仅仅在现有的组织结构上增加AI或其他技术，不会像从底层重新设计整个组织以天生地利用该技术那样产生巨大的影响，而这种重新设计只有在初创公司中才能做到。
在医疗保健领域，有许多适用的商业模式，但一个可用于评估可扩展商业模型的框架是“竞争或连接”，Vineeta Agarwala已经就此写过文章。选择“竞争”的生物科技公司旨在成为现有三大生物企业类别（生命科学、提供者或支付者）的全栈竞争者，而不是向这些行业销售产品（通过其他方式“连接”到客户）。这个“竞争或连接”框架还可以帮助创始人和投资者评估哪些生物科技公司，在数千家初创公司中可能产生最大的影响和规模，以及哪些商业模式将经受住时间的考验。
政府作为购买者，而非建设者
曼哈顿计划在其早期形式中是在第二次世界大战前后由美国总统和政府组建的，目的是整合和协调各种研究和技术努力以协助战争。负责管理曼哈顿计划初期阶段的科学研究与发展办公室主任Vannevar Bush，后来还撰写了著名的报告“科学，无尽的前沿”，这份报告导致了美国国家科学基金会的创立。然而，我并不看到美国的政治体系今天会从中孕育出一个针对医疗保健（或环境）的曼哈顿计划，因为这个体系在结构上没有为这种规模的协调和技术创新做好准备。
例如，仅仅拿我们在实施检测时所需的规模和协调的困难来说，与私营部门的反应、其他地方的技术能力以及谁有更快/更有效地创新的能力相比，我们的表现明显滞后。
美国卫生与公众服务部（HHS）长期以来一直是医疗保健创新的中心和推动者，无论是通过医疗保险和医疗补助保险计划；还是通过激励数据共享、定价和透明度的政策；利用替代医疗场所；以及采用基于价值的支付方案。
双方共建桥梁
虽然下一代生物科技GAFA公司的抱负将是巨大的，且必然具有远见，但实现这一目标的公司将更接近现实。为了成功，他们将认识到应用生物科技所面临的挑战，在实践中这些挑战依然存在。
一家将生物学视为“容易”或像其他技术领域一样可预测的药物公司，即使拥有最强大的AI，也将在尝试工程化生物学时失败。同样，一家低估了美国医疗保健系统复杂性和挑战的医疗保健提供公司也将失败。成功的公司不仅将带来现实的清醒认识，而且将从底层开始，将来自双方——技术和生物科技——的专家聚集在一起，共同创建他们的公司。
从这个角度看，技术、生物制药和医疗保健在创业领域常被视为独立的世界，每个世界都有一套不同的投资者。但我们已经看到这些界限开始模糊：治疗手段开始更多地涉及医疗保健的提供，就像我们在工程化细胞疗法中看到的那样。药物公司直接与支付方打交道。诊断公司寻求改变医疗保健的本质。
资产 → 平台 → 渠道
在生物制药领域，我们已经看到有公司从专注于资产转向专注于平台（正如Jorge Conde在文章中概述的）——这得益于AI、自动化和其他将定制工艺转化为工业化药物开发的工程技术。然而，这一轨迹可以走得更远：这些公司也可以成为渠道。这是实现生物科技版GAFA（Google、Amazon、Facebook、Apple）的公司的另一个潜在指标。
传统的生物科技公司通常被称为单一资产公司——从发现到开发、测试和商业化单一的治疗药物——这在生物学的复杂背景下，寻找一种实际有效的药物，往往依赖于某种程度的偶然性。如今，新一代的平台公司可以从早期设计中工程化地开发后续的治疗药物，依靠技术的能力（通常非常迅速地）积累和复制知识，以迭代的方式进行构建。从事药物发现的人工智能公司可以使用工业化流程——自动化的生物和化学实验，这些实验结果反馈到先进的机器学习技术中——将原本手工、命中率低的过程转变为更具重复性、可预测性和可大规模工业化的过程。即使在失败中，这些技术也允许我们从失败中学习，通过连续的迭代不断改进；我们已经开始在CRISPR和CAR T技术中看到这一点。
随着生物平台变得比以往任何时候都更具生产力（能够实现多种新疗法的开发），瓶颈从发现阶段转向开发阶段。因此，资源有限的初创企业需要优先考虑和安排他们的平台（它本可以广泛应用）可以解决的疾病，然后仔细检查和推进有前景的药物候选品通过临床开发的难关（无论是内部完成还是通过合作伙伴关系）。但是，那些也弄清楚分销方式的高效平台，现在可以成为其他多个平台的渠道，进一步利用他们所建立的东西：他们可以将多种产品销售到市场中，就像亚马逊利用其市场和商业基础设施，从销售书籍扩展到销售几乎所有东西一样。
自然地，这不仅限于生物制药行业。技术启用的医疗保健途径——整合病人、提供者和支付者——为其他应用（如远程医疗和新型诊断）创造了渠道，所有这些都通过基于价值的报销体制进行整合。现在，公司可以通过成为病人的单一直接接触点，更有效地帮助病人，从而启用一系列能够降低成本和改善病人生活的技术。
构建生物经济
超出制药和健康领域，现在有比以往更大的潜力将生物工程引入到更大的市场中——例如制造业、建筑业、耐用消费品等——尤其是那些能够抵消而非加剧气候变化的方式。对此，消费者的需求正在增加，但到目前为止，在生物科技领域满足这一需求的强大选项还很少。
此外，将这些技术应用于生物科技可能提升全球更多国家和工人的繁荣。例如，仅通过用应用材料科学的进步替代我们获取水果和蔬菜所需的昂贵、难以接触的冷链物流，整个国家都可能取得进步——这就像移动电话使国家能够跨越式地进入现代时代一样。我们在食品工程领域也看到了类似的进步，这些进步旨在改善健康和全球可持续性。
另一个巨大的潜在机会是用生物材料替代基于石油的塑料基础设施，包括那些可以从空气中吸收碳的材料，从而实现接近零（或者根据“排放权交易”甚至是负面的）商品成本。虽然这些进步尚未完全进入消费者手中，但建设它们的路线图已经清晰，渴望改变现状的消费者的力量也是显而易见的。这些力量可能最终将我们引向一个更依赖生物基础的经济体系，而非石油基础的经济体系。
有了生物科技，前所未有的创新时代即将到来。
结论
即使新冠疫情结束，它也将产生持久的影响：不仅在加速转变生物学、医学和医疗保健的几个趋势（我们写过16个趋势）方面，而且在其他行业也是如此。虽然我相信这是我们这一代人的世界大战，但不管您是否同意这是一个正确的类比，这里与技术创新的战前与战后浪潮之间存在不可否认的相似之处。
我们尚未从这场新冠战争中恢复过来，更不用说结束它，但当我们这样做时，我们将迎来一个以生物为基础的发展时代，这应该会催生出庞大的、像生物科技版GAFA（Google、Amazon、Facebook、Apple）公司一样的企业。我们将建立什么？我们将从过去的教训中学到什么？
鉴于二战后时任美国总统艾森豪威尔对军事工业综合体的警告，这里更明显的二战类比可能是一个生物工业综合体——即我们在二战后看到的政府与国防部门互动的加强（这具有积极和消极的含义，因为任何强大的技术都有可能带来好处和伤害）。但我的观点是，这不是政府可以创造的东西——即使它可以，我们可能会在20年后以每年7000亿美元的生物预算告终，购买没人想要或需要的技术，同时制造出比解决的问题更多的问题。
与生物工业综合体不同，工业生物综合体——以生物工业化为先导，通过生物科技版GAFA（Google、Amazon、Facebook、Apple）达到完善——奖励的是在初创公司市场中能够蓬勃发展的最佳1000个实验项目。这些公司不是被制造出来的，而是天生的。解决或者实质性地解决我们这个时代极具挑战性和重大影响的问题的唯一途径，就是通过这样的力量和规模。最终，选择将这些力量用于积极的目的，将使我们能够建立工业生物综合体——这将利用规模的优势，为创造一个更美好的世界作出贡献。
