赵沁平：虚拟人体是虚拟现实的终极目标

　　或许你对虚拟现实技术并不熟悉，但是有两件事足以证明这项技术的潜力和价值：2013年上半年，美国政府和欧盟相继宣布实施“脑计划”，欲构建人脑模型和虚拟人脑；2014年3月，著名的Facebook公司宣布斥资20亿美元收购虚拟现实设备公司Oculus，其总裁Mark  Zuckerberg 对未来人类在虚拟现实系统和设备影响下的生活变化进行了展望。这两件轰动性事件再次引起了人们对虚拟现实技术的关注。

（中国工程院院士、北京航天航空大学教授赵沁平演讲）

　　虚拟人体——医疗发展信息化实验平台

　　那么，到底什么是虚拟现实技术呢？中国工程院院士、北京航天航空大学教授赵沁平介绍到，虚拟现实是采用以计算机技术为核心的现代化高技术生成逼真的多感觉一体化的虚拟环境，用户借助必要的装备一自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而获得亲临等同真实环境的感受和体验。而虚拟人体是指对真实人体进行动静态多源数据采集，并通过几何、物理、生理和只能建模，在计算机数字空间中构建的数字化人体。

　　赵沁平院士认为，应用虚拟现实技术有利于科学的发展，未来人们所感知的世界将会分为难以区分的真实和虚拟两个世界，或者虚实混合的新世界。虚拟人体将作为医、药、器械发展需要新概念信息化实验平台，被应用于医学研究、新药研究、虚拟手术、医疗器械研发、医学教育培训、康复训练等多个领域。

　　虚拟人体——从真实人体到智能人体还有多远？

　　为什么虚拟人体研究会受到一些发达国家的重视？赵沁平院士认为主要有以下几个原因：

　　通过“解码”人体器官，对重要的生理、病理、思维等现象进行研究，有助于提高和深化对生命过程和智能的认识。

　　基于虚拟人体进行手术规划、预演和训练，能提高手术治疗水平。

　　基于虚拟人体对病理和药物的作用进行研究，支持新药研发（成功研发一种药物平均需要14年，投入14亿美元；新药失败率90%）。

　　基因图谱、蛋白质组计划研究成果、越来越多的可获得数据，以及图形图像技术和请打的计算机技术为多尺度人体器官模型构造提供了条件。

　　从上个世纪90年代至今，人类对于虚拟人体的研究和探索一直在锲而不舍的进行当中。全球范围内关于虚拟人体研究的计划层出不穷，包括1989年美国可视人计划、2000年国际生理组学计划、2005年瑞士的“蓝脑”计划、2011年美国国家卫生研究院的虚拟手术与虚拟手术室、2013年美国政府、欧盟的虚拟人脑计划等。而在中国，近年来也开始了对这项技术的探索，2011年国家自然科学基金启动重大项目“可交互人体数字器官与虚拟手术研究”，由北航虚拟现实国家重点实验室牵头，联合三军医、南方医、上交大河协和医院组成多学科交叉团队开展研究。目前虚拟现实技术在医疗领域应用主要是手术规划、预演与培训，病理研究与新药开发，康复与心理治疗。

　　虚拟人体的发展路径为：真实人体——数字人体——几何人体——物理人体——生理人体——智能人体。然而人不仅是一个生命体，更是一个智能生物体。要实现虚拟人体，需要研究的单元非常庞大和复杂。赵沁平院士指出，要完成虚拟人体，要虚拟的对象包括原子、蛋白质、细胞、组织、器官、系统等，必将面临一系列涉及建模的科学问题、数据问题。此外，微秒级过程的仿真和千亿级脑神经元巨系统的模拟是对计算和通信能力的终极挑战。（通讯员：胡琼珍）