钟世镇院士细说“数字人”的应用前景

    新华网广州１２月１６日电题：“数字人”能否超越“万物之灵”？——钟世镇院士细说“数字人”的应用前景

    新华社记者 杨霞

    “所谓‘尺有所长，寸有所短’”，但是我们可以‘取其之长，避其之短’。”――在１６日广州举行的论坛上，中国工程院院士钟世镇教授用严谨的学术态度、专业的科学知识，融合最生动通俗的语言，解答了人们关于虚拟“数字人”的连串好奇疑问。

    即将迎来百年院庆的广州医学院附属一院，于１６日组织一场 “医学前沿院士论坛”。“数字人”是属于生命科学与信息科学交汇点上的研究新领域，钟世镇院士担任中国“数字人”研究联络组组长，他以《“数字人”在医学上的应用前景》为题，向大家作了精彩的演讲。

    什么是“数字人”？

    讲演伊始，钟世镇院士就明确指出：当前社会上不少人对“数字人”的表述言过其实。

    “数字人”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。如果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。

    钟世镇说，根据“数字人”研究的发展进程，依次要经历４个阶段，我国已做了部分“数字可视人”，并开始探索“数字物理人”，而未来还要有“数字生理人”和“数字智能人”。

    “这是一个新的技术平台，我国仅仅开始启步性的工作”，钟世镇说。“但是，一些媒体动不动就说“中国虚拟人已问世’，这样不甚准确；有些年轻人自我评价‘研究成果国际领先’，这是失之浮夸。”

    我国共有６个虚拟人数据集

    有１３亿人口的泱泱大国，不能够没有自己的“数字人”，必须开展此项科技工作——这是两年前我国专家们的一致观点。专门研讨科技发展前沿的香山科学会议，２００１年的主题是“中国数字化虚拟人体的科技问题”，当时我国专家还未曾在这一方面开展过工作，能不能开展好此项工作，还是“心中无数”。

    “而两年后，２００３年香山科学会议我们有了明确的答案。”这一次研讨会的主题是“中国数字化虚拟人体研究的发展与应用”。与两年前的情况大小相同，参与这一次会议的专家们，带着亲自研究的资料和发展应用的目标来参加讨论，有备而来，研讨场面空前热烈。两年来，我国取得了令人瞩目的成绩，从无到有，从模仿到创新，从继承到发展，从理论探讨到开发应用。

    虽然起步慢，但是，我国“数字人”研究也取得有创新和有特色的成果。今年初，被称为“中国虚拟人１号”的我国首例女性虚拟人数据集在第一军医大学构建成功。目前，上海、重庆、广州共有６个虚拟人数据集。

    “数字人”是不是切得越薄越好？

    “数字人”是电脑里合成的三维人体详细结构，要采集这些数据，需先将志愿者人体切成薄片，每切一次片，都会利用数码相机和扫描仪对已切片的切面进行拍照、分析，之后将数据合成三维的立体人类生理结构。

    钟世镇表示，其实目前切削技术已没有任何问题，但是要注意到“水涨船高”的原理，要按需构建、适度为宜。例如现在的切成０．２毫米的数据集，就有８０００多片至９０００多片，数据集计算机存储量已达１４９．７ＧＢ到１６１．６ＧＢ了，如果再切薄，“就玩不转了”，或者只能在某些有超大容量计算机的单位做了，那就不可能普及了。

    “数字人”研究要十分强调“质量第一”。虽说“巧妇难为无米之炊”，但是有了米，而米的品质太差，再优秀的厨师也煮不出好饭来。因此人体切片数据集的获取，要在各方面提高精确度，为后续的图像分割、配准、提取、融合技术，提供优质框架。今后不仅要有不同特色整个人体的数据集，更需要有针对性的局部数据集。

    研究的“瓶颈”在哪？

    钟世镇说，由于“数字人”研究需要多学科交叉解决，但是有工科背景的人对于器官的识别分割有困难，而有医学背景的人对器官数字化重建也不容易，这是最大的“瓶颈”。

    他提到，现在不少有信息技术含量的新技术，尚有一定局限性。例如“机器人手术”，但是最后还得要医生动手。又如“远程手术”，在很多人看来是“得不偿失”，还不如医生直接坐飞机过来。另外还有影像导航技术、立体定体手术等，都有一定局限。所以，开展研究重要的是善于与其它技术协调、结合和互补。

    现在研究碰到哪些困难？有没有解决的办法呢？困难还很多，在第一阶段的“可视人”，就还有很多看得到的却还做不出来。如周围神经和淋巴系统，不易分割，因为在尸体的切面上，它们跟周围组织的颜色差不多，所以电脑专家还没有办法。第二个难处是数据量太大，不好推广应用。

    所以我们需要探索一些新的办法，如用多光谱显示周围神经。也有电脑专家尽可能进行少损伤的数据压缩，使科学研究成果被普通老百姓运用，“飞入寻常百姓家”。

    “数字人”能否超越“万物之灵”？

    虚拟的“数字人”能不能超过被称为“万物之灵”的人？这也是钟世镇自设的一个问题。他说，应该取长补短。

    他举例说，已经研究了一百几十年历史的机器人，若比试智力只有幼儿水平，“他们”赛足球时，一出场还是呆头呆脑的，连少儿队就能赢“他们”。但是机器人运用得当，可以２４小时开工、不会疲劳，加工精确，在工业上起作用，还可以拆除爆炸物。

    现在“数字人”的前景与机器人是同样的道理，可以用来执行一些伤害性、危险性任务，因为人的生命是宝贵的。如核爆炸实验，过去是在爆炸中心的周围放一群动物，然后收集研究核爆炸对人的伤害性，假如有了“数字人”，可代替动物研究。还有沙漠地带、海底地带等，是人不适应长期居留的，也可以由“数字人”代替。

    有一些作用是连人都做不到的，就是海量存储。如ＩＢＭ公司的“深蓝”，能跟国际象棋大师下棋，还打赢了，这是因为专家把多少年来大量的国际象棋实战棋谱、竞技技术存了进去。但是尽管如此，它也是人做出来的。另外计算机还有个可虚拟仿真的长处，如一些演员做不出来的变脸怪脸等。

    尽管目前中国“数字人”研究，还处于很不成熟的起步阶段，但可以预见，与先进的信息科学技术融合后，“数字人”在医学、国防、影视、交通、航天航空、工业设计、艺术设计等多个领域，将会有广泛的应用发展前景。

    “我们只有用‘方兴未艾、任重道远’，才可以形容。”钟世镇院士充满信心。