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本文提出了一个基于多智能体架构的医疗助手系统,该系统旨在部署在边缘设备上,以解决大行动模型(LAM)在医疗保健应用中面临的隐私、延迟和网络依赖性等挑战。该系统利用多个小型、特定任务的智能体来优化资源,确保可扩展性和高性能,并提供预约挂号、健康监测、服药提醒和每日健康报告等功能。

本文的核心思想是将大型、单体模型分解成多个小型、专注于特定任务的智能体。这种多智能体架构能够有效地分配计算负载,从而在资源受限的边缘设备上实现高效运行。每个智能体独立运行,专注于其特定任务,同时与其他智能体协同工作以完成更复杂的流程。这种模块化协作方式提高了系统的可扩展性,可以通过添加新的智能体来逐步扩展系统功能,适应不断变化的需求。

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该系统主要由三个模块组成:行动管理器、健康管理器和记忆单元。
1、健康管理器负责用户的健康监测、报告生成和日程安排。它包含三个子模块:报告生成器、健康监测器和日程安排器。报告生成器利用 Qwen 7B 模型生成每日健康报告;健康监测器通过与可穿戴设备(如智能手表)集成,实时监测用户的生命体征,并在异常情况下触发 SOS”警报;日程安排器根据用户的处方信息设置个性化服药提醒。

2、行动管理器负责任务执行,它包含两个关键智能体:规划器和调用器。规划器采用ReAct框架,根据用户的需求和可用的工具生成一系列行动及其推理过程,并通过迭代式规划来确保任务执行的鲁棒性。调用器则负责根据规划器生成的指令调用相应的工具或函数,例如与外部API交互、检索或更新用户数据、与用户进行交互等。规划器和调用器都基于Qwen 2.5-Coder-7B-Instruct模型进行微调,以增强其规划和函数调用能力。

3、记忆单元负责存储和管理用户的长期和短期信息,包括个人信息、既往病史、当前症状和会话数据等。这使得系统能够根据用户的具体情况提供个性化的服务,并提高智能体的决策能力。系统使用Spacy库的检索模型和EasyOCR 库来提取和解析存储在记忆单元中的信息。

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为了训练和评估规划器和调用器智能体,本文构建了一个合成数据集。该数据集通过OpenAI gpt-4o-mini 模型生成,并经过数据增强处理,以提高模型的鲁棒性和适应性。数据增强包括替换重复的命名实体(如姓名、日期和时间)、打乱工具顺序以及增加用户输入模糊症状的场景。评估指标包括BLEU ROUGE 分数(用于评估规划器的推理和行动的准确性)以及工具调用准确率、参数准确率和参数值准确率(用于评估调用器的性能)。实验结果表明,该系统在预约挂号用例上的平均RougeL分数达到了 85.5(规划器)和 96.5(调用器),并且调用器能够始终预测正确的工具。

文章还讨论了该系统在紧急情况处理( SOS” SOS”)、生命体征追踪和异常检测、日程提醒以及每日健康报告生成等方面的应用。最后,文章展望了未来的工作,包括将训练好的模型转换为ONNX/GGUF等边缘设备兼容格式、集成更多健康监测设备、扩展多模态理解能力以及覆盖更多应用场景等。

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总而言之,这项工作提出了一种创新的基于多智能体的医疗助手系统,该系统利用轻量级模型和模块化架构,在边缘设备上实现了高效、私密和可扩展的医疗保健服务。该系统在预约挂号、健康监测和紧急情况处理等方面表现出色,为用户提供了便捷、安全和个性化的医疗保健体验。未来的研究方向将集中在提高系统性能、扩展功能和提升用户体验方面。
本项目的代码可以通过文中所提供的链接来获取。

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