?span lang="EN-US">HiQ?span lang="EN-US">?/span>数字?span lang="EN-US">?/span>Q欢q你来参加我们的大会(x)Q你可以先介l一下你自己吗？?/span>
2019q_(d)在百?span lang="EN-US">AI开发者大?x)现场，癑ֺ创始人李彦宏以一句热情的招呼为现?span lang="EN-US">7000多名参会(x)者介l了(jin)一位新朋友—?/span>金融?/span>数字?span lang="EN-US">?/span>。这个由癑ֺ云和发银行共同打造的国内首个银行?/span>虚拟员工?/span>很快引v热议?/span>
什么是“数字h”？
在互联网上，cM的搜素短旉内出现暴涨。在癑ֺAI开发者大?x)上Q这个名?span lang="EN-US">?/span>?/span>的数字h几乎复刻?jin)一个真实的?span lang="EN-US">—?/span>逼真的表情、动作Ş态，自然畅的语调、语气、说话风|通过多感官实时关注和识别用户的情l、表情、语气，Ҏ(gu)对话内容?qing)时做出反应Q通过深度学习(fn)技术其q能具备各行业专业知?span lang="EN-US">…?/span>
如今Q短?span lang="EN-US">3q时_(d)当年引发全网好奇?j)的数字人已l频J出现在Z的生zd景中Q从清华大学首个AI虚拟学生华智冎ͼ到各大媒体当?span lang="EN-US">?/span>数字L?/span>Q数字h技术正在以非凡的速度q化Qƈ逐渐走入真实的世界。在元宇宙概늁爆的当下Q各国企业对于数字h技术的研发也展开?jin)竞逐?/span>
然而尽数字h的热度异怹高，其应用h(hun)g然被严重低估?jin)?/span>
除了(jin)在金融、娱乐等领域的作用，与生物工E技术高度结合的数字人，可以在诸如医学诊疗、仿真科学、工E试验等更广阔的领域服务于hcR在q条q不d的赛道上Q每一个新的发现都充满着Ҏ(gu)来的无穷惌力?/span>
?span lang="EN-US">19q前q入生物d工程领域开始，王洪凯科研的航船逐渐驶向数字化图谱构建研I。如今已是大q理工大学教授的他，l于q来?jin)科研的盛果期，站在领先于绝大部分h的领域前沿，他带领记者窥探了(jin)数字人的未来图景?/span>
王洪凯（清华大学d?span lang="EN-US">2003U硕?span lang="EN-US">2006U博Q?/span>
一个扎q心(j)里的问题
2003q_(d)从北京航I天大学电(sh)子工E专业毕业的王洪凯，考研q入清华大学。由于导师从事的是生物医学工E领域的研究Q他也因此进入了(jin)q一领域Q懵應|懂开始了(jin)用计机技术解军_康问题的研究?/span>
“收莯是很大的Q?span lang="EN-US">10q后回忆起那ơ偶然的转行Q王z凯感慨良多Q?span lang="EN-US">?/span>接触?jin)这个行业之后就发现它的意义重大Q自q研究能够减轻别h的痛苦，我想q就是生物医学工E最大的力所在?span lang="EN-US">?/span>
博士阶段Q王z凯跟着导师开始从事医学图像处理研I。说来也巧——他自幼喜Ƣ画画，曄梦想当一名艺术家Q然而终I没有走上艺术之路，如今在图像处理领域，他竟觉得跟儿时的梦想产生?jin)某U奇特的联系。“热爱”这个专业，成了(jin)他从事科学研I最Ҏ(gu)的心(j)理动机。也正是在博士时期，王洪凯开启了(jin)Z建模的相关研I。而他真正坚定?jin)在q一领域Cȝ军_(j)则始于博士毕业论文答辩会(x)?/span>
在答辩会(x)上，王洪凯介l了(jin)自己关于Z建模斚w的工作，一切都利地进行着Q直到在场的一位评委老师向他提出?jin)一个问题：(x)“h体徏模在国内也搞?jin)一些年头了(jin)Q但是它始终存在一个比较大的问题，是建模的数字h只是一个标准的模板Q它怎样才能个性化C表每一个不同的人呢Q只有个性化才能真正在医疗应用中产生价倹{?/span>
一个掷地有声的发问Q?/span>
q个问题?sh)久地叩问着王洪凯，直到今天。“确实如此，因ؓ(f)只有在计机里模拟出某个病h本nQ才能够对他的诊断治疗v到实质性的帮助。”但很显?dng)博士阶段的研I根本达不到q样的要求，甚至q攄全球Q当时整个科研领域在q方面的q展也是十分有限的。但q样的遗憑֍在王z凯?j)中留下了(jin)一颗种子、一个Q务——解册个问题，成ؓ(f)王洪凯接下来U研路上的主要命题?/span>
带着q个问题Q王z凯来到?jin)美国，在数字鼠的研I中得到?jin)启q。这是一个性化研究Q王z凯需要从鼠w上采集量信息Q以此重建小鼠n体内部的完整l构Q其建模要匹配每一个小鼠?/span>
说v来简单，但其实要实现个性化Q需要从大量数据中学?fn)每一个个体的特点Q同时找到种的个性化变化规律Q再把这U规律置于模型中Q如此去真实模拟不同的个体?/span>
“以我研I的鼠ZQ只需要给鼠拍一?span lang="EN-US">X光片Q就能模拟出它全w所有的立体l构。这其中的关键就是大数据图谱的徏模技术。我当时这个小鼠模型称为可变Ş鼠头骨Q它可以Ҏ(gu)解剖hQ模拟不同个体的形态差异。而这些技术在Z上同样适用?span lang="EN-US">?/span>
q项研究不但让王z凯发表?jin)反响不错的文章Q成果专利更是被国企业购买Q得到迅速{化。然而对于王z凯来说Q发文章或者卖专利Q都不是q项研究的目的，他更愿意之看作是对个性化数字人研I的思维ȝ与科研铺垫。也正是在这研I中的收P使得他迫不及(qing)待地回到国内Q真正开始了(jin)对个性化数字Z问的回答?/span>
一张图q无限可能
回到国内的王z凯比在国外时忙了(jin)不止一倍。他的首要工作就是收集大数据。而获得数据需要通过和全国范围内的医院进行合作。于是，d国各地出差、和ȝ建立联系Q成为王z凯回国最初几q的工作重点?/span>
q些工作昄挤占?jin)他的大量工作和生活旉Q他个h除了(jin)要面临无文章发表的压力外Q还要承担v授课与行政上的繁重工作；生活上，那时孩子正小Q王z凯无暇֏(qing)Q只好把照顾家庭的重担交l了(jin)家h?/span>
“确实过?jin)几q苦日子Q如果抱着急功q利的心(j)态，恐怕这个事情就做不来了(jin)Q因为必dU篏几年。”王z凯口中的“事情”正是日夜叩问着他的个性化数字人图谱。如今，它已l有?jin)更具体的名U——国家自然科学基金青q基金项目“构建基于多训练h的可变Ş中国人数字解剖图谱”?/span>
在此之前Q我国已Z怽冷冻切片构徏?jin)高_ֺ中国数字人图谱，但是怽影像只包含少量样本，不能反映中国人群l计特征Q也~少zMh的功能信息。王z凯研究的目的是Z大量zM中国人医学媄(jing)像数据构建数字中国h图谱?/span>
在项目研I中Q王z凯领衔的课题组从全国合作医院收集和{选了(jin)1000例以上健康中国成qh全nCT影像Q研发h工智能算法从影像中分割提取全w器官(sh)l模型ƈ学习(fn)不同个体间的器官形态差异，最l构Z(jin)一Ƒ含上百个量学参数的可变形数字h图谱Q可实现体Ş、容貌、内部器官Ş态的_化参数调_(d)辑ֈ个性化Z建模的目的?/span>
q一步地Q此研究从大量媄(jing)像中提取骨密度（来自CT影像Q、心(j)脏蟩动方式（来自动态心(j)?span lang="EN-US">CTQ、脑l织?qing)主要脏器的p代谢（来自PET影像Q等功能学特征，l计不同q龄、性别人群的功能特征分布，q将功能特征融入解剖模型Q实现Ş态与功能的结合?/span>
数字中国人^均模?/span>
“对我们来说Q我们其实把数字ZZ个h体的大数据信息蝲体，它是一个统计意义上的数字hQ由很多大数据汇聚而成。它不仅可以变ŞQ自w也是一个数据库Q涵盖了(jin)成千上万d影像里的信息。除?jin)Ş态学上的l计Q它q实C(jin)生理学上的统计，因ؓ(f)d影像?x)反映出Z内的生理参数。我们收集这些媄(jing)像，׃得这个数字h不仅是一个Ş态学上的模型Q它q包含了(jin)q些生理参数Q如果成千上万h的数据被l计hQ那么它所具备的h(hun)值就十分巨大?jin)。?/span>
王洪凯所描述的巨大h(hun)值在现实应用中已l有?jin)具体的投射。研I所构徏的图谱已应用于个性化Z建模、医学媄(jing)像诊断、手术计划、h因工E、品设计、电(sh)学?qing)热力学仿真、医(zhn)沟通、解剖教学、运动员训练、行业标准制定等诸多领域Q与国内多家企业、医院和U研单位共同合作Q篏计实现科技成果转化与合作项?span lang="EN-US">150万元?/span>
“有些需求甚x(chng)我们惌不到的。”王z凯介绍Q这研I?jin)可以徏立数字病人，实现对病wŞ态的个性化模拟Q还可以实现对疾病病灶、代谢等的力学模拟；此外一些蝲备所需的h体受力情况，比如讑֤撞击时h体受到的冲击、设备快速运行时Z受到的过载等Q都需要非常精准、体态与体Ş可调的数字hQ而且除外表Ş态外q需要内部解剖结构的数据Q还有电(sh)辐的Z辐射剂量分布研究Q运动损伤、科学训l指|{等。只要徏立更加精准、更加符合中国h特点的图谱Q就?x)源源不断生各斚w的应用需求，也因此，q年来王z凯Nl在成果转化斚w的合作越来越多?/span>
Z(jin)实现更加_և的图谱，王洪凯课题组的一大主要工作就是对大数据进行信息挖掘，其工作量之大出?jin)语a可描q的范畴。ؓ(f)此，他们发布?jin)自ȝ发的开源Y件。随后的隄是如何让模型建模更精准、快速地模拟个性化ZQ“比如我们能不能只用手机l这个h拍一张照片，p让数字h变成他的样子Q这也是我们现在正在做的事情”?/span>
除此之外Q王z凯惌实现的另一个目标是通过不同层次的数据采集，q行病h信息的重建。“比如给一个病人拍摄体表的三维扫描Q就可以得到一个和他很像的模型。如果再q一步给病h拍一?span lang="EN-US">X光片Q那么他内部的一些脏器和骨骼的信息就出来?jin)，q样可以对他的内部脏器q行更加真实的模拟；如果再给他拍CT、核等Q我们就能够更加真实地反映他内部的信息?span lang="EN-US">?/span>
对于目前取得的创新成果，王洪凯ƈ未满I他深知在q项研究中(h)l深耕下ȝ意义——如今不q是初探宝山Q更大的惊喜q在未知处等待着他去发现?/span>
是压力，也是希望
现如今忙于U研与业{化之_(d)Z(jin)梦想奔L的生z，让王z凯觉得虽辛苦却快乐。而在此之外，他还有一w要的工作——教书育人?/span>
刚回国时Q王z凯的工作岗位其实更偏科研型。那Ӟ做好U研是他最大的目标和动力，也是他当时认ZZh(hun)值的重要体现。而在l年累月为学生授课、带研究生的q程中，他的思想开始慢慢{变，他越来越觉得Q一个科研hQ出对C会(x)有A(ch)献的U研成果只能是价g现的一斚wQ而能够媄(jing)响或培育出更多对C会(x)有用的年MhQ甚x(chng)个h产出U研成果更加重要。“这U培M斚w要传授他们知识和U研Ҏ(gu)Q另一斚w是要教?x)他们面对科研甚至h生的正确态度。?/span>
王洪凯提起了(jin)一件对他媄(jing)响很q事?/span>
Z(jin)保证持箋(hu)q行高强度的U研工作Q王z凯q些q来一直有健n的习(fn)惯。如果一天的工作实在太忙Q没旉健nQ他׃(x)选择用爬楼来替代。一天，他刚刚从1楼爬?span lang="EN-US">12|正有些气喘，q面见?jin)两个上q他评本科生，单打?jin)下招呼后，王洪凯就转nq了(jin)办公室。没惛_当这两名学生毕业Ӟ专门扑ֈ王洪凯说赯件事Q表C件事对他们触动很大，触动他们的正是王z凯U极奋进的心(j)态和高度自律的状态?/span>
“我自己Ҏ(gu)不记得这件事Q这样一件小事竟然能成ؓ(f)照亮学生的一点光亮，q让我也深受触动。现在很多年Mh有‘空?j)病’、迷茫，不知道自pq什么，我想对学生进行心(j)灵上的培育可能更重要。”而这件小事也立刻让王z凯反思v自己来，“我H然惛_Q自׃前有没有什么没有注意到的、做得不好的地方Q实际上是不是也l学生带来了(jin)不好的媄(jing)响？”此后，王洪凯越发注意自qa行，师者的责Q被他重重地刻在了(jin)?j)上?/span>
一肩扛L(fng)研，一肩挑(xi)h学，在外人看来的压力Q在王洪凯心(j)里却L能换成未来的希望。“把目前的科研做得更_深一些，为学生带来更好的人生h”，王洪凯不喜欢向后看，也不喜欢被Q务压着赎ͼ他有太多的想法要d玎ͼq䆾忙碌与各U不可预期的奇遇Q是独属于赶路h的快乐?/span>
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