数字人（钟世镇发明的数据集）

研究历史

数字人研究发韧于1989年美国国立医学图书馆可视人计划，已由科罗拉多大学于1994-1995年间建立了两个数字化可视人数据集。

2001年美国科学家联盟（FAS）将人类基因组计划（Human Genome Project, HGP），可视人计划（Visible Human Project, VHP），虚拟人计划（Virtual Human Project, VHP），人类脑计划（Human Brain Project, HBP）概括为数字人计划（Digital Human Project, DHP）。

我国由第一军医大学（现南方医科大学）和第三军医大学自2002年构建中国人男、女首批数据集开始，已完成8套能代表中华民族特色的数据集。

第208次“香山科学会议”确定今后中国数字人研究的主要重心由“数字可视人”向“数字物理人”和“数字生理人”转移。^[1]

研究前景

研究q“数字人”将有望能够替代真人完成许多真人完成不了的任务，诸如宇宙失重地区、高寒缺氧地区和不便长期居留地区。以及完成对真人有损伤性的汽车撞击防护实验、防核实验、防生化实验、防生物武器实验。

新闻缘起

备受关注的“中国虚拟人男一号”数据集日前在广州南方医科大学构建成功。八月七日，中国“数字人”研究联络组组长钟世镇院士透露，“中国虚拟人男一号”数据量和分辨率均为全世界虚拟人之最。据介绍，目前国内共有十个整体数字人数据集，其中四例在南方医大，标本来源分别为两名男性、一名女性和一名婴儿，其中的育龄女性数据集和女婴数据集均是世界首套数据集。

用途

据悉，我国数字人数据集的研发已率先向应用性方向发展。国内已有近150个科研单位合作对数据集进行开发研究，领域涉及医学、艺术、航天、汽车工业以及人机工程等。数字人产业化也提上了议程。南方医大目前正在开发的实用软件为“美容评估与虚拟化手术设计”，预计应用投产后能使整形美容外科手术成功率大大提高。

发展阶段

数字人的发展有4个阶段：“数字可视人”、“数字物理人”、“数字生理人”和“数字智能人”。目前世界数字人的研究还只是刚迈进“物理人”阶段，离真正意义上的“数字人”还有很长一段路要走。

数字人之父

钟世镇教授，男，中国工程院院士，1925年9月24日生。1952年毕业于广东中山大学医学院，现任广东省和中国人民解放军医学生物力学重点实验室主任；南方医科大学临床解剖学研究所所长；中国解剖学会名誉理事长，第六届全国人大代表；全国优秀教师；全国高校先进科技工作者；全军优秀共产党员；解放军总后勤部“科学技术一代名师”。

84岁的钟世镇院士因其在解剖学、创伤救治、航天医学、数字人研究等多个领域的重要成就，被授予广东省科学技术突出贡献奖。 2003年初，我国首例女性数字人数据集在南方医科大学构建成功，中国成为继美国、韩国后，世界上第三个拥有本国数字人数据库的国家，中国数字人和数字医学的研究工作便是在钟世镇院士的一手倡导下开展起来的。他在我国数字人领域的地位毋庸置疑。但他却一再对“数字人之父”的头衔摆手———“千万不要这么叫我！”在他眼里，数字人的研究已不再是当下的重点，而对于这一点，他没感到失落，却有欣慰。他说如果永远最辉煌，就是停滞不前了。

“数字库”

为尽快将数字人技术应用于实际，继“数字人”之后，温州医学院又启动了“中国近视人群数字眼库”和“中国康复人群数字足库”的建设，结合温州医学院眼视光学科优势和温州地区制鞋工业优势，提升温州地区眼视光装备和鞋业制造的国际竞争力。

吴立军介绍，“中国近视人群数字眼库”主要按照近视人群的眼球形状的不同，将近视人的眼球以磁共振图像的方式扫描下来，然后做成三维模型输入数据库，按照一定的规律进行分类，为近视眼的研究提供最基础的数字化资料。

“中国康复人群数字足库”主要采集的是非常规足样，通过CT把这些人的足部图像和数据进行收集，为运动医学、足的防护和康复治疗及鞋样的制造提供最基础的数字化资料。

数字医院

作为数字人研究新的发展阶段，数字医学将在数字化条件下以医院和病人为主体，一方面解决现代医院如何完善自身管理与医疗服务质量，建立具备新型医院信息系统的数字化医院；另一方面，逐步建立数字人体和数字医学技术平台，研究人类自身疾病、培训教育医学人才、开展计算机辅助的医学诊断与治疗，并建立适应小康中国的数字医学诊治体系。

温州医学院是国内较早开展数字化医学研究的大学之一。2007年该校成立了专门科研机构：数字化医学研究所，拨款数百万元进行实验室基础建设，设立了“第二代中国虚拟人”重大科研专项。

相关报道

8月7日，中国“数字人”研究联络组组长钟世镇院士在南方医科大学举行的现代临床解剖学进展研讨会上透露，“中国数字人男1号”数据集在南方医科大学(原第一军医大学)构建完成，并成为目前世界上数据量最大、分辨率最高的“虚拟人”。

虽然我国目前的“数字人”家族“人丁兴旺”，这一领域的研究也开展得如火如荼，但对于普通百姓，“数字人”这个概念还好似雾里看花，在“中国数字人男1号”横空出世之际，我国这一领域的权威专家钟世镇院士对“数字人”的种种疑问进行了一一解答。

所谓“数字人”，实际上是在电脑里合成的三维人体详细结构。数字人是怎么诞生的呢？据介绍，南方医科大学的科研人员在多具自愿捐献的尸体中，挑出了健康的尸体作为切片标本，根据得到标本的先后顺序命名为“中国数字人男1号”、“中国数字人男2号”等。有了尸体标本后，科学家所做的工作就是用精密切削刀将尸体横向切削成薄片，每切下一片，就用高效数码相机和扫描仪拍照，然后转化成数据，输入电脑，最后由电脑合成三维的立体人类生理结构。2003年初，被称为“中国数字人女1号”的我国首例女性数字人数据集在南方医科大学构建成功，标志着继美国、韩国后，中国成为世界上第三个拥有本国数字人数据库的国家。

“中国数字人男1号”尸体标本为一名28岁的汉族健康男性，祖籍湖南，身高1.66米，体重58公斤，没有任何传染病和代谢疾病。该男子2002年4月死亡，自愿捐献尸体做科学研究。因为标本质量最好，课题组没有贸然动刀，今年在技术相对成熟后才开始切削工作。

“数字人”并非切得越薄越好，片层精度的厚或薄是取决于实际应用的要求

刚完成数据集的“中国数字人男1号”切削时间为27天。该数据集采用的切片断面为0.2毫米，共切削为9215片，高效数码相机像素达2200 万，图像分辨率为4040×5880，是目前世界上0.2毫米虚拟人切削中分辨率最高的数据集。此外，按60兆一帧释放，该数据集的数据量超过540千兆，为世界之最。

“中国数字人男1号”0.2毫米的切削间距，与世界目前公布的各种数据相比，具有明显优势。但是否就说明我们所掌握的数字人技术就是世界第一？对此，钟世镇院士认为，“数字人”并非切得越薄越好，片层精度的厚或薄是取决于实际应用的要求。

“切片建模是数字人研究的基础，但不是数字人研究计划的全部。”钟世镇解释，“看上去我们的切片距要比美国、韩国的小，但实际上目前的切片技术已可达到纳米级，要切到多细都可以，关键是我们有没有必要对标本进行这样的切割。”

他说，切削精度应是按需切削，切削和数据集的建立应与实际应用紧密联系在一起，充分考虑其实际作用。例如，局部器官数据集，如骨头、脏器等提供给应用单位，该“数字人”的切削精度为0.2毫米就足够了，没有必要追求更薄；但如果应用单位做的是内耳膜手术，则要求更为精细的切削片面距。

“另一方面，目前我们以0.2毫米的切片距进行切削，数据量已达540多千兆，对计算机存储负担来说，已经很大，如果再细一点，数据量就会更大，很多研究单位的电脑都运转不了这么庞大的数据集。这些都是我们作为研究者所必须考虑到的。”钟世镇说。

人体切片数据集的构建要特别重视质量而非数量，要为应用单位提供优质框架

目前，国内共有10个整体数字人数据集，其中4例在南方医大，标本来源分别为两名男性、1名女性和1名婴儿，育龄女性数据集和女婴数据集均是世界首套数据集。这10个数字人数据集分别具有年龄、地区、性别特征。由于每个整体数字人的标本采集、数据建库投入都很大，“究竟有没有必要再建整体数字人数据集，这会不会只是一项重复劳动”是许多人心中的疑问。

钟世镇分析，数字人数据集有民族性、地区性，目前我国构建成功的整体数字中国人数据集可基本满足中国、日本、韩国等人种近似的国家对数字人数据集的需求。但整体数字人的数据集究竟是否足够，还是要从实际应用出发。他说，“人体切片数据集的构建要特别重视质量而非数量，要为应用单位提供优质框架。但随着社会分工的细化，大部分应用单位都对局部更为专注，我们作为数据提供者就要有所针对地促进社会的发展。”

因此，钟世镇认为，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，可供各种医学专科开发应用的局部数据集；不仅要有大体解剖学的数据集，还要与时俱进构建组织学、细胞学的数据集。据悉，南方医大目前已完成了13个数字人局部数据集，作为今后数字人研究的主要发展方向。

我们的人体血管铸型技术比较好，把它与计算机结合起来，可能在数字人的研究上取得较大优势

2000年，美国科学家就已经建立了全身皮肤、肌肉、骨骼和心脏等部分器官的三维模型；韩国也早于我国完成第一例具有东方人种特征的人体数据采集。我国“数字人”的优势又在哪里？

对此，钟世镇实事求是地告诉记者，数字人研究技术往往大致相同，不同标本之间的数据集往往各有特色，比如这个切片距更小一些，那个分辨率精度更高一些，根据不同的应用各有千秋。很难说谁的水平更高、谁的数据集更好。

“但曾在一段时期内，美国、韩国的数据集分不清动脉和静脉血管，而我们第一例女性数字人就把血管铸型技术应用进去，使中国的数字人显得‘有血有肉’。”钟世镇说，“我们的人体血管铸型技术比较好，把它与计算机结合起来，可能在数字人的研究上取得较大优势。”

至于把血管分隔出来的意义，钟世镇说，如果在数字人身上做模拟手术，医生就可以清楚地分出动、静脉血管，知道哪根大血管不能破坏，对手术具有重要指导意义。

许多老百姓并不明白在学界与业界“炒”得沸沸扬扬的“数字人”究竟对人类生存与发展有什么帮助，不清楚“数字人”究竟离我们有多远。

“不是有很多美容官司吗？有了‘数字人’在计算机上虚拟成像，产生预期效果，人们在进行美容手术时就会有信心得多，官司也会减少。”钟世镇解释， “数字人的生物数据和人类一模一样，这样一来，数字人在医学、航天、航空、影视制作乃至军事等领域都有着广泛的应用价值。”他举例说，比如人类在进行汽车制造时，可先在数字人身上进行汽车碰撞实验，将各种影响数据输入电脑，得出怎样的汽车能对人体有最大保护才下线投产。相信有了数字人技术，汽车制造能从目前出厂前的真实碰撞80架次，减低到3架次。

据介绍，数字人的发展有4个阶段：“数字可视人”、“数字物理人”、“数字生理人”和“数字智能人”。目前世界数字人的研究还只是刚迈进“数字物理人”阶段，离真正意义上的“数字人”还有很长一段路要走。