王比尔的故事全集 - 第二十五章 上学记5
虚拟人并不是真人,而是在电脑里合成的三维人体详细结构。要采集这些数据,先要选取一具尸体,将人体切成非常薄的片,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,之后将数据输入电脑,待整个人被切完也就形成了整个人的电脑数据,最后电
脑合成三维的立体人类生理结构。
虚拟人包括虚拟可视人、虚拟物理人和虚拟生物人三个研究层面,目前做的工作是关于虚拟可视人的研究。它是将成千上万个人体横切
面的资料在电脑里进行整合、重建的人体三维立体结构。可以大致把这项研究分为两步:第一步,将一个人切成若干片,每个切片经拍照、
扫描后,把原始数据输入计算机,这是虚拟可视人的数据采集;第二步是在计算机里合成一个三维立体的人体结构,它可以任意放大、缩小,
任意角度旋转,任意角度剖切和透明处理,这才是真正地完成了数字化虚拟可视人。从科学的严肃性上来讲,仅仅把实验人体切成片,将数据
输入计算机,并不算是虚拟可视人的完成,它只是一个前期工作,只是一个对大量数据的采集。而虚拟可视人真正完成的标志,应该是人体数
据库的建立,即通过对位、轮廓勾取和体素重建对人体切片的数据进行三维重建.
中国目前的科学技术水平来说还有许多难题,从人体组成来讲,那些微小的血管和周身细小的神经网络在人体切片截面中不易体现出来,
这样便很难对此建立数据库,而完整的虚拟人也就无从谈起。国内虚拟人的研究大都处于数据采集阶段,开始第二步研究的还非常少。
许多地方所说的即将诞生或已经诞生的虚拟人,其实只是将切片“摞”起来,成为一个数字化的“人形”。也就是说,它仅仅了完成了
轮廓的数字化构建,而其内部结构还未建立起数据库。
人体是由100多万亿个细胞组成的复杂整体,仅人的神经系统就约有1000亿个神经元,而且,由细胞构成的组织、器官间的相互
作用,人体与外界环境的冲突与和谐,这些极为复杂的变化都给虚拟人的研究提出了无数难题。此外,虚拟人研究所涉及的医学图像处理与分析
是精确的定量研究,无论是人体解剖结构的精确重建,还是人体器官、组织状态及与周围器官、组织的关系等都需要涉及大量的数据和复杂的
计算。虚拟人的诞生不但需要医学和计算机两方面的人才,更需要能将两者融合在一起的专家。
中国虚拟人研究工作面临的最大问题就是搞医学的人和搞计算机的人是脱节的,于是只能医学专家做完人体切片的工作以后,将数据库的
建设交给计算机专家。而在数据库的建立过程中,要对人体切片上的组织器官进行人工识别,因为组织器官没有固定的规则形状,也无固定的
颜色,电脑无法完成这项识别工作,它需要有较高医学水平和丰富经验的人来做,并且,人体器官形态及功能是非常复杂的,计算机专家要据
此来编软件,因此这种学科融合将是必要而有意义的,然而也是非常难的。
虚拟人的数字化轮廓完成以后,还要进行主要器官结构的数据库建库,它的完成才标志着虚拟可视人的诞生,而后者将是一项长期而复杂
的工作。”
看完收集的资料,王比尔实在乐观不起来.先抛开这些资料,把大学要学的课程学好再说吧.
为了心中的理想,王比尔迸发了巨大的热忱,天天早早上学,晚晚回家.泡在图书馆和实验室里,有时候连午饭都是方蕾打过来一起吃的.
更别说在围棋社的活动了和公司活动了,搞得大家都很有意见.尤其是常学长.方蕾由于没有了便宜车坐,不得不买了辆沈阳通用生产的小
"雪佛来"作为代步工具.看来工作还得一步一步的做.王比尔决定先把围棋的编程搞完.
编完了"对杀"就要编"中盘"了.围棋中"中盘"是最重要的一个环节,是整盘棋的关键.还是老办法先把口诀编出来:
入中盘,实力显,打入侵消攻杀难
边拆二,二路点,攻击搜根是要点
边拆三,打中间,腾挪可以上下靠
边大飞,逼后点,渡过安定又收官
边超飞,打三线,四路三托真无趣
攻宜飞,镇住头,形势要点天王山
模样小,可浅消,尖冲飞吊退自如
模样大,需打入,里可生根外可逃
碰靠托,可腾挪,三路二路耍手段
台象镇,不怕刺,点刺生根相思断
有了口诀剩下的就是资料的收集了,已经有好多人把"中盘"甚至以后的"收官"都整理出来的,王比尔不过是仔细的合适查对了一下.然后通通
的打包给了常学长处理.借着工作热情马上就把"收官"给办了,这个更简单,不过是把口诀写出来而已.
收官子,常计算,收官常在一二路
空一目,子两目,提子再填是一目
增减空,劫三分,官子大小这样算
超大官,关胜负,布局时候就要走
双先官,先手官,逆收官再后手官
双后扳,二路六,一路二目角过三
二路空,可伸腿,底线扳渡有四目
扳二二,先四目,二路三爬立四目
终局劫,负争单,粘劫收后多两目
至此,王比尔的围棋软件有了大模样.至于整盘棋的教练软件,王比尔没有马上就着手编.还是觉得现在自己的分析能力太差,等等过一段时间
再说也不迟.
7. 经过了一个月的备考,王比尔把计算机和医学的期末考试都囫囵的应付过去了.暑假在家,夫妻二人都没有心思出去玩了.方蕾把以前寝室
的姐妹们留了几天.王比尔参加了公司特意给他办的编程培训班,天天学编程,最后拿常学长的话来形容:基本可以当个中级程序员了.王比尔在
网上查阅了大量的关于外国的虚拟人的资料,美国在世界上最早开始进行虚拟人的研究。1989年,美国发起“可视人计划”,采集人体横
断面的CT、核磁和组织学数据,目的是利用计算机图像重构技术为建造虚拟人体作准备。从1991年开始进行人体切片的数据库建设,
2000年8月,研究者推出超高分辨率化数据集,其每一个切片文件为32MB,整个数据集容量在200GB以上,这样庞大的数据集在
人类医学史上是首创,它改变了医学可视化的模式,为虚拟世界进入现实医学敞开了大门。为了进一步完善和接近真正的人体实况,美国正在
建造第二代有物理性能的虚拟人体和第三代有生理功能的虚拟人体。
韩国于2000年开始可视人5年计划,该计划已顺利通过前期试验,是世界上第二例通过人体切片来进行虚拟人数据库建设的研究,
也是首例具有东方人特征的人体数据采集项目。
德国、法国、英国等均已开始“虚拟人”研究,但侧重点各有不同。如英国的研究侧重于用虚拟人模拟药物在人体中的作用机制,
这样一方面可以减少从实验室到动物再到临床应用的时间,另一方面还可取代人体进行药物初测,以避免药物对人体造成的可能损害。
中国现在所用的许多相关标准还引自欧美人的数据,作为人口占全球总人口1/4的中国,研究开发
具有中国人种特征的三维数字化人体模型,具有非常重要的意义。我国正式开始对“虚拟可视人”的研究,是2001年在北京香山会议
上提出的,很快被列入国家“863”启动项目(“数字化虚拟人若干关键技术的研究”),但在此之前,已有研究者开始这方面的研究工作。
在此期间王比尔还不断参观中国科学院、首都医科大学的研究成果,联系华中科技大学和解放军第一军医,倒是赢得一些专家和教授的兴趣
和尊重.在得到一些专家和教授给的数据后,王比尔开始了编程.有了以前编程的经验,做起来还很顺利.就是对数据的应用还不是一朝一夕能理解
的了的,为此请教了吉林大学基础医学院教授李教授,第一军医大学钟教授以及中科院自动化所张博士.答复都是先从基础学起,不要盲目的做自
己暂时还完不成的工作.