数字化虚拟人

●什么是数字化虚拟人？

“数字人”(Digital Human)是通过计算机技术，将人体结构数字化，在电脑屏幕上出现看得见的、能够调控的虚拟人体形态。进一步将人体功能性信息赋加到这个人体形态框架上，经过虚拟现实技术的交叉融合，这个“数字人”将能模仿真人做出各种各样的反应。若设置有声音和力反馈的装置，还可以提供视、听、触等直观而又自然的实时感。因此，在以往的报道中，又将数字化人的部分研究工作，称之为“可视人”或“虚拟人”。

“虚拟人”这个名词，需要经历4个发展阶段，即“虚拟可视人”、“虚拟物理人”、“虚拟生理人”和“虚拟智能人”，这4个阶段不一定截然分开，各阶段的内容也可能交叉重叠。其原理是通过先进的信息技术与生物技术相结合的方式，在计算机上操作可视的模型，包括人体的各器官和细胞等，最终建成生物网络化的流程，即从由几何图型的数字化“可视人”到真切实感的数字化“物理人”，再到随心所欲的数字化“生物人”。

1991年，美国获取了人体断面的图像和“数字化解剖人”。2000年，韩国开始“虚拟可视人”研究，获取了全世界第二例“虚拟可视人”。2003年2月，中国首例女性虚拟人数据集在第一军医大学构建成功，“中国虚拟人男1号”数据集2005年8月在广州南方医科大学构建成功。

●“数字化虚拟人”的应用价值

采用信息医学与生物技术、计算机技术相结合的“数字化虚拟人”，可以为人类提供各种精确数据和依据，在医学、国防、航天、航空、汽车、建筑、机电制造、服装、影视制作等领域有着广泛的应用价值，但目前虚拟人的应用更多的是在医学领域。

如果虚拟人构建完成，他将给许多领域带来想象不到的惊喜。例如，在航天领域中，宇宙飞船是一个失重的空间，有了虚拟人，我们就可以通过他来改进宇航员在太空中的很多生活上的问题，反之，则要花费大量的人力和物力进行探索性的实验。

虚拟人可以代替人类做许多事情，比如，如果有虚拟人的存在，我们可以根据他的坐姿，找到符合人体生理结构最舒服的坐椅，或者找到最合理的人体面积。那样一来所生产出的相关产品就会大受顾客欢迎。

人体由100多万亿细胞组成。目前，人类对自己的认识了解极为有限，特别是对病因研究、疾病诊断、疾病治疗以及人体与环境复杂关系的研究，因缺少精确量化的计算模型而受到严重制约，而采用信息医学与生物技术、计算机技术相结合的“数字化虚拟人”，恰恰可以为人类提供各种精确数据和依据，彻底解决这一历史性难题。

放射治疗是目前治疗肿瘤疾病的一个重要手段，但由于现在作放射治疗的医生只能凭经验进行辐射量的调节，病人往往担心在此过程中受到过量的辐射。有了虚拟人，医生就可以先对虚拟人做放射治疗，通过其身体的变化来测定实际辐射量的使用，最后再用到真正的病人身上，这样就提高了治疗的安全性。

虚拟人在武器威力的研究上也很有价值。比如，可以用虚拟人来试验核武器、化学武器、生物武器的威力。现在的核爆炸试验都是利用动物进行。试验前在离核爆中心的不同距离放置动物，核爆后再把动物收回来检验。有了虚拟人，就可以直接用来做试验了。

在体育运动中，虚拟人也有着广泛的用途。通过对获得冠军的运动员在爆发力的一瞬间全身各个肌肉或骨骼状态的研究，教练员可以更好地训练自己的队员，使他们在关键时刻取得好成绩。

虚拟人会像真人一样对外界有反应：骨头会断，血管会出血。比如说，在做汽车碰撞试验时，虚拟人可以提供人体意外创伤的数据，这样可帮助改进汽车的安全防护体系。