數字人

數字人是信息科學和生命科學融合的產物這是一個虛擬模擬人體 用信息科學的方法研究不同層次的形態(tài)和功能。它包括四個相互重疊的發(fā)展階段可見人物理人生理人和智能人最后建立多學科多層次的數字模型，從微觀到宏觀精確模擬人體。廣義的數字人是指數字技術在人體解剖學中的應用、物理、隨著生理和智力在各個層面和階段的滲透，需要注意的是，數字人是處于發(fā)展階段的相關領域的總稱。

數字人

對數字人的研究由美國國家醫(yī)學圖書館的可視人項目于1989年發(fā)起，由科羅拉多大學于1994年發(fā)起-1995年，建立了兩個數字可視人體數據集。

2001美國科學家聯(lián)合會（FAS）人類基因組計劃（人類 基因組 項目， HGP），可視人計劃（可訪問 Human Project項目， VHP），虛擬人計劃（虛擬 VHP項目， VHP），人類腦計劃（人類 大腦 項目, 血壓）概括為數字城域網規(guī)劃（數字 人類 項目， DHP）

我國第一所軍醫(yī)大學（現南方醫(yī)科大學）和第三軍醫(yī)大學從2002年開始建設中國城域網、從第一批數據集開始，已經完成了八套代表中華民族特色的數據集。

第208次“香山科學會議”確定未來中國數字人研究的主要重點“數字可視人”向“數字物理人”和“數字生理人”轉移。1]

研究q“數字人”人們期望它能代替真人完成許多真人能完成的任務t，比如宇宙中的失重區(qū)域、寒冷缺氧地區(qū)和不便長期居住的地區(qū)。并完成對真人有害的汽車碰撞保護實驗、防核實驗、防生化實驗、防生物武器實驗。

備受關注的“中國虛擬人類第一英雄”數據集日前在廣州南方醫(yī)科大學構建成功。八月七日，中國“數字人”研究聯(lián)絡組組長鐘世鎮(zhèn)院士透露，“中國虛擬人類第一英雄”數據量和分辨率是全球虛擬人中最高的。據介紹，目前國內共有十個全數字人體數據集，其中四個在南方醫(yī)科大學，標本分別來自兩個男性、一個女人和一個嬰兒，其中育齡婦女的數據集和女嬰的數據集是世界上第一個數據集。

據悉，我國數字人體數據集的研發(fā)在應用方向上處于領先地位。國內已有近150家科研機構合作開發(fā)研究數據集，領域涉及醫(yī)學、藝術、航天、汽車工業(yè)和人體工程學等。數字人的產業(yè)化也被提上日程。南方醫(yī)科大學目前正在開發(fā)的實用軟件是“美容評估與虛擬手術設計”預計申請生產后整形美容手術的成功率會大大提高。

數字人的發(fā)展有四個階段：數字可視人”數字物理人”數字生理人”和“數字智能人”目前國際上對數字人的研究才剛剛開始“物理人”真正意義上的舞臺“數字人”還有很長的路要走。

鐘世鎮(zhèn)教授，男，中國工程院院士，1925年9月24日出生。1952年畢業(yè)于廣東省中山大學醫(yī)學院，現任中國科學院醫(yī)學生物力學重點實驗室主任中國廣東省的中國人民解放軍；南方醫(yī)科大學臨床解剖學研究所所長；中國解剖學會名譽主席，第六屆全國人大代表美國國會；全國優(yōu)秀教師；全國高校先進科技工作者；全軍優(yōu)秀共產黨員；解放軍總后勤部“一代科技名師”

84歲的鐘世鎮(zhèn)院士以解剖學聞名、創(chuàng)傷救治、航天醫(yī)學、數字人研究等多個領域的重要成果被授予廣東省科學技術杰出貢獻獎。2003年初，中國首個女性數字人體數據集在南方醫(yī)科大學構建成功，中國成為美國第二大、繼韓國之后，世界上第三個擁有自己的數字人數據庫的國家中國數字人和數字醫(yī)學的研究工作是由鐘世鎮(zhèn)院士發(fā)起的。他在中國數字人領域的地位毋庸置疑。但他卻一再對“數字人之父”波——的標題—唐 不要那樣叫我！在他眼里，數字人的學習不再是當下的重點，對于這一點，他不是失落，而是欣慰。他說，如果永遠是最輝煌的，那就是停滯的。

為了盡快將數字人類技術應用到實踐中，以下“數字人”之后溫州醫(yī)學院又開學了“中國近視人群數字眼庫”和“中國康復人群數字足庫”結合溫州醫(yī)學院眼科的優(yōu)勢和溫州制鞋業(yè)的優(yōu)勢，提升溫州視光設備和制鞋業(yè)的國際競爭力。

吳立軍介紹，“中國近視人群數字眼庫”根據近視人群眼球形狀的不同，將近視人群的眼球以磁共振圖像的形式進行掃描，然后做成三維模型輸入數據庫，按照一定的規(guī)則進行分類，為近視研究提供最基礎的數字數據。

中國康復人群數字足庫”主要是采集非常規(guī)的足部樣本，通過CT采集這些人的足部圖像和數據，用于運動醫(yī)學、足部保護與康復治療和鞋樣制造提供了最基本的數字數據。

數字醫(yī)學作為數字人體研究的新發(fā)展階段，將聚焦于數字化條件下的醫(yī)院和患者一方面，它將解決現代醫(yī)院如何提高自身管理和醫(yī)療服務質量，用新的醫(yī)院信息系統(tǒng)建立數字化醫(yī)院；另一方面，逐步建立數字人體和數字醫(yī)療技術平臺，研究人類疾病、培養(yǎng)和教育醫(yī)學人才、開展計算機輔助醫(yī)療診療，建立適合小康中國的數字化醫(yī)療診療系統(tǒng)。

溫州醫(yī)學院是國內最早開展數字化醫(yī)學研究的高校之一。2007年，學校成立了專門的科研機構：數字醫(yī)學研究所撥款數百萬元用于實驗室基礎設施建設，并成立了“第二代中國虛擬人”重大科研專項。

8月7日，中國“數字人”研究聯(lián)絡組組長鐘世鎮(zhèn)院士在南方醫(yī)科大學舉辦的現代臨床解剖學進展研討會上透露“中國數字人1號”數據集在南方醫(yī)科大學(原第一軍醫(yī)大學)構建完成，成為世界上數據量最大的、分辨率最高的“虛擬人”

雖然我國目前的“數字人”家族“人丁興旺”這方面的研究也是如火如荼，但是對于普通人來說，“數字人”這個概念就像霧里看花“中國數字人1號”在他誕生之際，中國這一領域的權威專家鐘世鎮(zhèn)院士，“數字人”各種問題一一解答。

所謂“數字人”其實就是在電腦里合成的詳細的三維人體結構。數字人是如何誕生的？據介紹，南方醫(yī)科大學的科研人員從眾多自愿捐獻的尸體中挑選出健康的尸體作為切片標本，并按照獲得標本的先后順序進行命名“中國數字人1號”中國數碼人2號”等。對于尸體標本，科學家所做的是用精密的切割刀將尸體橫向切成薄片用高效數碼相機和掃描儀拍攝每一個切片，然后轉換成數據，輸入計算機，最后由計算機合成三維人體生理結構。2003年初，它被稱為“中國數碼人女No1”中國 美國首個女性數字人類數據集在南方醫(yī)科大學成功構建，標志著美國的成功、繼韓國之后，中國成為世界上第三個擁有自己的數字人數據庫的國家。

中國數字人1號”尸體標本為28歲健康漢族男性，祖籍湖南，身高1.66米，體重58公斤，無任何傳染性疾病和代謝性疾病。該男子于2002年4月去世，自愿捐獻遺體用于科學研究。因為標本質量最好，課題組沒有急于開刀今年在技術相對成熟后開始切割工作。

數字人”切片越薄越好切片精度的厚薄取決于實際應用的要求

剛完成數據集的“中國數字人1號”切割時間為27天。此數據集中使用的切片部分為0.2 mm，一共切了9215塊高效數碼相機的像素達到220，033，356，000，圖像分辨率為4040×5880，為0.2mm虛擬人體切割中分辨率最高的數據集。此外，按照每幀60兆的發(fā)布，這個數據集的數據量超過540千兆，為全球之最。

中國數字人1號”2 mm的切割間距與目前國際上公布的各種數據相比優(yōu)勢明顯。但這是否意味著我們擁有的數字人類技術是世界第一呢？對此，鐘世鎮(zhèn)院士認為，“數字人”切片越薄越好切片精度的厚薄取決于實際應用的要求。

切片建模是數字人研究的基礎，但不是數字人的全部研究計劃。鐘世鎮(zhèn)解釋，“看來我們的切片距離比美國長、韓國雖小，但其實現在的切片技術已經可以達到納米級別，而且能切的越細越好關鍵是我們有沒有必要這樣切標本。

他說，切割精度應該是按需切割，切割和數據集的建立要與實際應用緊密聯(lián)系，要充分考慮其實用功能。比如局部器官數據集，比如骨骼、內臟等被提供給應用單元，應用單元“數字人”的切削精度為0.2 mm就夠了，沒必要追求更??；但如果申請單位是做內耳膜手術，就需要更精確的切割面距離。

另一方面，目前我們使用0.用2 mm的切片距離切割，數據量達到了540多GB，對于電腦存儲負擔來說已經很大了如果更細，數據量會更大，很多研究單位 計算機可以 不要運行如此龐大的數據集。這些都是我們作為研究人員必須考慮的事情。鐘世鎮(zhèn)說。

人體切片數據集的構建應特別注重質量而非數量，為應用單元提供高質量的框架

目前國內共有10個全數字人體數據集，其中4個來自南方醫(yī)科大學，標本分別來自兩個男性、一女一嬰，育齡婦女數據集和女嬰數據集是世界上第一個數據集。這10個數字人體數據集分別有年齡、地區(qū)、性別特征。由于每個完整數字人的樣本收集、數據數據庫建設投資非常大“是否有必要重新構建整個數字人類數據集會不會只是重復勞動”是許多人心中的疑問的思想。

鐘世鎮(zhèn)分析說，數字人的數據集具有民族性、分區(qū)域來看，在國內成功構建的中國人整體數字數據集基本可以滿足國內的需求、日本、韓國和其他類似的國家需要數字人類數據集。但是整個數字人的數據集夠不夠，還要看實際應用。他說，“人體切片數據集的構建應特別注重質量而非數量，為應用單元提供高質量的框架。但隨著社會分工的細化，大部分應用單位更側重于局部地區(qū)，所以我們作為數據提供者，應該有針對性地推動社會發(fā)展。

因此，鐘世鎮(zhèn)認為，在未來，不僅需要具有不同特征的整個人體的數據集，還需要具有可以由各種醫(yī)學專科開發(fā)和應用的有針對性的局部數據集；我們不僅要有大體解剖學的數據集，還要與時俱進地構建組織學、細胞學的數據集。據悉，南方醫(yī)科大學已完成13個數字人本地數據集，這將是未來數字人研究的主要發(fā)展方向。

我們的人體血管鑄型技術更好，和計算機結合起來可能在數字人的研究中獲得更大的優(yōu)勢

2000年，美國科學家已經建立了全身皮膚、肌肉、骨骼和心臟等一些器官的三維模型；韓國也在中國之前完成了第一次具有東方民族特色的人體數據采集。我國“數字人”的優(yōu)勢又在哪里？

對此，鐘世鎮(zhèn)很現實地告訴記者，數字人的研究技術往往大致相同，不同標本之間的數據集往往各有特點比如這個片距更小，那個解析精度更高，根據不同應用各有優(yōu)勢。It 很難說誰的水平更高、誰的數據集更好。

但是有一段時間，美國、韓國數據集可以 我分不清動脈和靜脈，我們的第一個女性數字人應用了血管鑄造技術，使中國的數字人出現了‘有血有肉’鐘世鎮(zhèn)說，“我們的人體血管鑄型技術更好，和計算機結合起來可能在數字人的研究中獲得更大的優(yōu)勢。

至于分離血管的意義，鐘世鎮(zhèn)說，如果在數字人身上進行模擬手術，醫(yī)生可以清楚地分離它們、靜脈血管，知道哪些大血管可以 t被破壞，對手術有重要的指導意義。

許多人不知道我不明白在學術界和工業(yè)界“炒”得沸沸揚揚的“數字人”是否有助于人類的生存和發(fā)展尚不清楚“數字人”離我們有多遠。

阿倫 不是有很多美容訴訟嗎？有了‘數字人’電腦上的虛擬成像會產生預期的效果，人們在進行整容手術時會更有信心，更少的訴訟。鐘世鎮(zhèn)解釋道， “數字人的生物數據與人類完全相同，因此數字人被用于醫(yī)學、航天、航空、影視制作甚至軍事等領域都有廣泛的應用價值。他舉例說，比如人類在制造汽車的時候，可以先對數字人進行汽車碰撞實驗，把各種影響數據輸入電腦，找出什么樣的汽車才能最大程度地保護人體，然后再投入生產。相信有了數字人技術，汽車制造可以從出廠前的80次真實碰撞減少到3次。

據介紹，數字人的發(fā)展有四個階段：數字可視人”數字物理人”數字生理人”和“數字智能人”目前國際上對數字人的研究才剛剛開始“數字物理人”真正意義上的舞臺“數字人”還有很長的路要走。