虛擬人,是指通過(guò)數(shù)字技術(shù)模擬真實(shí)的人體器官而形成的三維模型。這種模型不僅具有人體外形以及肝臟、心臟、腎臟等各個(gè)器官的外貌,而且具備各器官的新陳代謝機(jī)能,能較為真實(shí)地顯示出人體的正常生理狀態(tài)和出現(xiàn)的各種變化。
虛擬人產(chǎn)生于斯坦福大學(xué)于2021年開(kāi)設(shè)的,歷史上首個(gè)完全虛擬現(xiàn)實(shí)為背景的課程。它是一門(mén)元宇宙課程,編號(hào)為COMM 266/COMM 166。虛擬人是元宇宙的技術(shù)分支之一。
研制虛擬人的目的,是為醫(yī)學(xué)或其他學(xué)科的研究提供更為精致的演示條件。例如,研究手術(shù)方案或試驗(yàn)新型藥物,都可以讓“虛擬人”來(lái)充當(dāng)試驗(yàn)者。
此外,在軍事醫(yī)學(xué)上,也可以讓“虛擬人”來(lái)試驗(yàn)核武器、化學(xué)武器和生物武器對(duì)人體造成的各種疾患,以及治療方法。
用電腦制作“虛擬人”,最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是采集各種人體數(shù)據(jù)。首先需要確定出一個(gè)理想的人體樣本;然后經(jīng)過(guò)尸體解剖、拍照、分析;再將數(shù)據(jù)輸入電腦進(jìn)行合成,從而制成一個(gè)完整的立體人類(lèi)生理結(jié)構(gòu)。
美國(guó)最早開(kāi)始“虛擬人”的研究工作,于1989年提出了“可視虛擬人”概念,并于1994年制成了世界第一具男性“虛擬人”。1998年又通過(guò)對(duì)一具女尸的解剖,在電腦中儲(chǔ)存了高達(dá)56GB的數(shù)據(jù)。從而形成了數(shù)字化的女性“虛擬人”。
韓國(guó)從2000年開(kāi)始進(jìn)行“虛擬人”的研究,計(jì)劃利用5年時(shí)間建立具有東方人特征的數(shù)據(jù)庫(kù)。
我國(guó)于2000年正式將“虛擬人”的研究列入高新技術(shù)發(fā)展計(jì)劃中。2003年2月18日,我國(guó)首例女性虛擬人數(shù)據(jù)集在解放軍第一軍醫(yī)大學(xué)構(gòu)建成功,這標(biāo)志著繼美國(guó)、韓國(guó)之后,中國(guó)成為世界上第三個(gè)擁有本國(guó)虛擬人數(shù)據(jù)庫(kù)的國(guó)家。
虛擬人的價(jià)值體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1、醫(yī)學(xué)參考
有利于培養(yǎng)優(yōu)秀的外科醫(yī)生。過(guò)去要培養(yǎng)一個(gè)手到病除、技藝高超的外科醫(yī)生,都要通過(guò)師傅帶徒弟式的反復(fù)實(shí)踐,在病人身上練習(xí)操作技術(shù)?,F(xiàn)在有了虛擬人,就可以在電腦操縱的虛擬人體模型上培訓(xùn)外科醫(yī)生。
在手術(shù)前,也可以先做虛擬人的身上開(kāi)刀,電腦上會(huì)顯示刀口斷層及組織斷面,為醫(yī)生制訂術(shù)前計(jì)劃提供科學(xué)參考。
2、制藥實(shí)驗(yàn)
醫(yī)生可以先將藥物影響數(shù)據(jù)輸入電腦,讓“虛擬病人”先試吃一下,電腦里的虛擬病人會(huì)顯示服藥后的生理反應(yīng),從而協(xié)助醫(yī)生對(duì)癥下藥。這種方法可以提高用藥準(zhǔn)確性和研制新藥及新藥上市的效率。
3、軍事應(yīng)用
虛擬人在軍事醫(yī)學(xué)方面也具有很大的價(jià)值。比如,可以用虛擬人來(lái)試驗(yàn)核武器、化學(xué)武器、生物武器的威力?,F(xiàn)在的核爆炸試驗(yàn)都是利用動(dòng)物進(jìn)行的,現(xiàn)在有了虛擬人就可以直接用虛擬人來(lái)做試驗(yàn)。
4、腫瘤治療
放射治療是目前治療腫瘤疾病的一個(gè)重要手段,但在放療過(guò)程中,醫(yī)生只能憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行輻射量的調(diào)節(jié)。而有了虛擬人,醫(yī)生就可以先對(duì)虛擬人作放射治療,通過(guò)其身體變化來(lái)測(cè)定實(shí)際輻射量的使用,最后再用到真正的病人身上,這樣就進(jìn)一步保證了治療的安全性。
5、科學(xué)試驗(yàn)
我國(guó)發(fā)射的“神舟3號(hào)”飛船上,就安裝了宇航員的人體模型,上面加裝了各種傳感器,可以獲取人體在空間運(yùn)行條件下的各種生理信息。
6、體育運(yùn)動(dòng)
虛擬人在體育運(yùn)動(dòng)中,也有著廣泛的用途。通過(guò)對(duì)獲得冠軍運(yùn)動(dòng)員在爆發(fā)力的一瞬間,全身各個(gè)肌肉或骨骼的狀態(tài)研究,教練員可以借此更好地訓(xùn)練自己的運(yùn)動(dòng)員,促使他們?cè)诒荣愔蝎@得更好的成績(jī)。
7、媒體平臺(tái)
虛擬人可以成為媒體平臺(tái)直播中的主播、虛擬偶像、代言人等。
目前的虛擬人的發(fā)展?fàn)顩r,距離商業(yè)應(yīng)用還有相當(dāng)長(zhǎng)的一段距離,但我們并不能由此否認(rèn),它未來(lái)的發(fā)展存在各種可能性!
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