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医学全息影像技术实用13篇

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医学全息影像技术

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[中图分类号]G642.4 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2017)06-0-02

1 全息影像技术概述

全息技术在三维立体空间对真实物体,利用波的干涉原理和衍射原理进行记录,并通过三维全息投影实现真实事物的虚拟和再现技术,其成像过程包括两步。第一步,全息摄影。图1给出全息投影的拍摄过程,如图1所示激光束被分成两部分,一部分作为参考光,另一部分经被摄物体形成漫反射,两部分光束叠加产生漫反射记录在全息干版上,经后期处理形成全息照片。第二步,物体全息影像的虚拟再现。全息图的衍射光波一般可给出两个象,即原始象(又称初始象)和共轭象,再现的图像具有较强的立体感。其优势主要体现在三个方面:一是形成真实物品的立体影像资料,尤其是珍贵物品的立体影像资料,使探讨和交流可以脱离真实物体;二是全息投影产生的虚拟立体影像,立体感强、虚拟逼真并可借助激光束和360度全息显示屏在各种场合进行展示;三是记录物体信息时全息底片可以记录任何一点的信息,因此具有较强的纠错和修复能力。

全息影像技术经过一段时间的发展,已从理论研究走向应用研究领域,其应用范围广泛。全息影像基于波的干涉和衍射原理,适合各种形式的波动,如光波、超声波、电子波、X射线等。其应用可以渗入到影视等媒体、展览、医学3D影像、内部结构探测、珍贵物品信息存档等各个方面。目前,相对成熟的应用,首先是基于360度幻影成像系统的三维悬浮影像显示,系统可以在舞台等场地构建逼真的、具有特殊氛围的、可视化虚拟化立体影像,在真实的情境中植入虚拟的视觉立体影像,二者相互结合。其次,其在医疗领域的应用,如以色列开发了一种用于医疗手术模拟的立体影像模拟系统。系统的主要功能是通过全息影像技术构建虚拟化的手术模拟环境,医生或医学生可以在虚拟的、可视化立体幻境中进行方针演示或模拟,其在手术方案演练和医学手术实践等方面具有独到的作用,是医学教学辅助的理想形式。随着研究的不断深入和与各行业的融合,其他领域的应用研究也不断进行。成晋军 等就重点剖析了全息影像技术在教学中的应用。本文在此基础上进一步探讨了全息影像技术在辅助医学教育中的应用方向、应用形式和存在的相关问题,旨在用新技术推动医学相关教育的发展。

2 全息影像技术在辅助医学教育中的应用

2.1 应用形式

全息影像信息技术应用的核心是3D全息投影,其在辅助医学教育中的应用目标是构建及生产医学教育中高清晰的、色域逼真的、立体感强的三维医学影像,用于平时的医学教学,给医学学习者以强烈、新奇的视觉冲击,进而加深学习的印象,提高学习者的学习欲望,并最终取得较好的医学教学效果。其最主要的应用形式是在现代化的全息教室中,构建虚拟化的立体虚拟场景,并进行医学的侵入式、体验式、观摩式教学。

2.2 应用方向

要探讨全息影像技术在辅助医学教育中的应用,就要明确医学教育中哪些教学领域需要或可以引入全息影像辅助教学,明确其在辅助医学教学中的应用方向。就此问题,研究者对医学课程和具体教学内容进行了相关调研,分析得出其应用领域主要集中在以下几个方面。

2.2.1 医学解剖教学领域

人体解剖属于生物形态学范畴,是医学教育中一门最基本和最重要的课程。医学解剖理论与实践教学中最重要的问题有以下几个。首先,解剖图像是平面图像难以形成多角度、多方向、多层次的教学信息,视觉冲击力弱,难以激发学生的学习兴趣。其次,可供于课程实践的人体标本资源严重紧张,以南京医科大学为例,每年接收的可供解剖的遗体不足70具,国内多数医学院校几十名学生才有机会解剖一具遗体,这种情况非常普遍,严重影响了解剖的教学质量。为此,李一帆 等提出了采用三维虚拟数字化可视人体进行解剖教学的方案。全息影像技术的出现正好迎合了相应的教学解决方案,在教学中通过全息成像技术或者在已有断层扫描三维重建技术的基础上构建全息解剖影像,并在全息教室进行三维悬浮立体再现。在教学中教师可以就虚拟人体光学影像进行解剖讲解和虚拟实践演示,使教学摆脱稀有的遗体限制。

2.2.2 医学手术实践教学领域

t学手术实践是演练和提高医生(尤其是外科医生)的关键专业性技能,同时也是执业医师不断提升自身素质的关键,但其教学与实践却陷入了“瓶颈”。医院的手术室不可能让大量学生实时、长时间观摩,因为手术风险和医患关系问题也难给机会于学生实践锻炼,全程的手术影像视频出于患者隐私的要求和摄像角度等问题,很少具有可用性,有的即使可以播放、传播,但效果一般。全息影像技术为打破“瓶颈”带来了契机。如文中提到的由以色列“真实影像”公司和科技巨头飞利浦公司联合开发的医用3D全息投影系统,系统一方面是计算,也就是接收3D数据并算出全息图;另一方面是电光系统根据全息图把光线射入空间,并在真实环境中重建影像,这为使用者提供了极大的便利。基于全新的全息影像技术,医生可以用3D全息投影进行模拟操刀手术练习,从自身角度通过手术模拟练习可以在一定程度上降低手术风险,另一方面手术医师可以形象生动地给学习者进行生动的演示教学。从学生角度,首先其获得了最直观的手术观摩。其次,可以无压力、无限制地进行实践演练。总之,这些对医学手术教学具有极其重要的意义。

2.2.3 其他

全息影像技术在医学教学领域的方向同样还可以延伸到需要医学数字图像的领域。如在生物学和显微学中大大量的二维病理图片实例,借助全息技术可以实现2D到3D的转化,使教学更加生动、逼真。吴育民 等探讨了“数字全息显微在医学影像中的发展与最新应用”。如在医学诊断教育中同样可以应用全息影像技术构建虚拟病人进行诊疗模拟。

2.3 关键问题

全息影像技术在辅助医学教育中应用的主要问题包括两个方面。首先,全新医学教学影像的获取或生成。全息影像技术目前还是一个相对全新的应用领域,全息影像的生产需要一支全息影像建设队伍专门进行医学辅助教学影像的摄影与制作,这些需要教师、学校、研究机构等进行多方的沟通与协作,非教师个人力量所能完成,严重制约了其发展。其次,全息影像技术作为新技术,其应用还需医学院校在教学中进行大量的资金投入,一部分用来构建教学资源,一部分进行全息教学的基础设施建设,主要是构建全息教学多功能教室。

这些问题制约着全息影像技术在辅助医学教育的发展,要想突破还需做到以下几点。一是政府部门的政策性导向和激励。政府部门应鼓励相应的技术企业进入到医学及教育领域。二是提供资金支持,全息教育的引入,单靠学校本身的资金投入是远远不够的。三是做好试点。新事物的发展需要一个验证和带动的过程,试点无疑是最好的形式。

3 结 语

全息技术是光学技术、信息技术、多媒体技术和计算机技术等高度发展下的全新领域。相关技术发展趋于成熟,其应用的领域也在不断扩大。当前在各种商业广告和大型演出中都能看到相应的应用,其发展势头迅猛。全息影像技术在医学以及教育领域的发展也已经进入了起步状态,相关的研究和应用不断涌现。本文从辅助医学教育教学的视角,对此进行了探究式的讨论,其内容涉及全息影像技术在辅助医学教育中的应用形式、应用方向和主要问题。但探讨只是未来发展的一个起步,未来全息影像技术在辅助医学教育方向走向实处还有较多的问题需要进一步研究。因此,笔者希望本文可以对全息影像技术在医学辅助教育的应用、发展具有一定的借鉴和指导意义。

主要参考文献

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FENG Yong-qing,REN Geng-pu,PENG Yue-zhong.Department of Laboratory,the Second Hospital of Liaocheng,Shandong 252601,China

【Abstract】 Objective The reticulocytes in different conditions and its related parameters were evaluted by the XE-2100 automated hematology analyzer,so we can understand the precision of instrumental analysis and the reference range of healthy adults,but also the reticulocyte change in the anemia condition.Methods We selected ten normal human fresh blood samples to make replicate test,and invested each parameters average of 200 healthy adults and 116 anemia specimens in order to study the change of the HLR and IRF with different causes.Results The Cv of the RET replicate test is 3.4%,and the RET range of normal humen being is between 0.58%and 1.88%.The normal HLR mean is 0.32%;but each HLR value of the anemia with different causes including hemolytic anemia,acute hemorrhage,chronic anemia、leukemia and aplastic anemia is 4.13%,1.73%,0.76%,0.34%,0.30%separately.The change of the MSCV value is unnormal,and it is about 23%in anemia specimens,but 7.2%in healthy samples.Conclusion The precision and accuracy of the instrumental analysis is.

【Key words】 XE-2100 automatic hematology analyzer; Reticulocytes; Surley; Parameter

网织红细胞是晚幼红细胞脱核后到完全成熟之间的过渡细胞,是反应骨髓造血功能的重要指标,对贫血疾病的诊断、鉴别诊断、疗效观察和预后评估具有重要的临床价值[1]。它可以分为低荧光强度网织红细胞(low fluo rescent reticulocyte,LFR)、中荧光强度网织红细胞(middle fluo rescent reticulocyte,MFR)和高荧光强度网织红细胞(high fluo rescent reticulocyte,HFR)三部分,因此网织红细胞的检测越来越受到广泛的重视。但是由于传统检测手段的不准确性,以及检测参数的单一和不确定性,检测网织红细胞的医学应用受到很大的限制。但是XE-2100血液分析仪可以克服以上的传统缺陷,它在分析检测网织红细胞时,主要测定网织红细胞的几项指标:网织红细胞百分比(RET%),网织红细胞绝对值RET%,未成熟网织红细胞指数IRF,低荧光强度网织红细胞LFR%,中荧光强度网织红细胞MFR%和高荧光强度网织红细胞HFR%。我们对以上几个参数做了有关的调查,同时对HLR和MSCV的临床应用做了初步的探讨。现将结果报告如下。

1 仪器和方法

1.1 仪器和试剂 XE-2100血液分析仪。为日本Sysmex公司生产,测定前仪器按使用的要求做相关的检测和校准,仪器的操作均按照操作手册进行,测定试剂均为原装配套。

1.2 方法 ①选取10份新鲜的正常人标本,确认无溶血、黄疸和乳浊,充分混和后连续测定20次做重复性试验,观察仪器的精密度(s和CV%);②在健康成人体检者中随机选取200份标本(Hb:120 g/L~170 g/L),经测定后统计各个参数的正常平均水平(x)和参考范围;③调查116份贫血标本(Hb

2 结果

2.1 仪器测定 RET为全自动分析过程,但有手动进样和自动进样两个方式。为了保证各个条件的一致,我们采用自动进样的方式。仪器测定各个参数的精密度见表1。

2.4 MSCV MSCV为红细胞在网织红细胞分析过程中的体积改变,其理论值应比平均红细胞体积(MCV)大。调查过程发现:MSCV

3 讨论

XE-2100型全自动血液分析仪的检验操作包括血液的吸取、分配、2种试剂的加入、温浴以及进入分类池测定等过程。这与MAXM型号的机外人工预先处理后再进行测定的方式相比较,显然减少了许多人为的影响因素。曾调查MAXM型号的RET的重复性测定:s为0.09,CV为6.5%,XE-2100型全自动血液分析仪与之相比较,精密度明显提高。RET的正常成人参考范围一般在0.5%~1.5%之间,但有资料显示其最高值至2.5%[2]。本调查结果的RET的正常成人的范围(x±1.97 s)为0.58%~1.88%,处于以上两者之间。同是以上的资料显示MRV的参考范围96~108 fl,略低于本文调查的结果98~122.4 fl(x±1.97 s)。其差异是属于抽样的误差或者是不同仪器分析的结果有待进一步的探讨,但建立各实验室的参考范围似有必要。IRF为不成熟的网织红细胞数与网织红细胞总数的比值,IRF的值越大表示不成熟的网织红细胞的数量越多。RET、MRV和IRF三者总体上呈现正相关。

XE-2100型全自动血液分析仪采用流式激光细胞术原理测量网织红细胞胞浆内的RNA含量,并根据细胞内RNA与试剂中的荧光染料结合后发出的荧光强度,将网织红细胞分为低荧光网织红细胞(LFR)、中荧光网织红细胞(MFR)、高荧光网织红细胞(HFR),并计算出未成熟网织红细胞比率(IRF),以反应网织红细胞的成熟程度,仪器显示出的网织红细胞散点图可反应网织红细胞的成熟阶段,RNA含量越高,网织红细胞(Ret)越幼稚,幼稚的网织红细胞显示最强的荧光,更能反应骨位红系造血水平。LRF由于胞浆内RNA含量较少,其荧光强度较弱,为接近成熟的网织红细胞;HRF其胞浆中残留的RNA物质较多,显示最强的荧光,为较幼稚的网织红细胞;MFR跟则介于两者之间。红细胞生成正常时,MFR、HFR的水平较低,在造血受到刺激时,大量较为幼稚的网织红细胞从骨髓释放认外周血,使MFR、HFR的水平显著增高,因此,MFR、HFR更能反应红细胞生成的开始[3]。IRF为HFR和MFR之和,可总体反应MFR、HFR水平,由于其水平与骨髓增生状态相关,可以在铁代谢指标与细胞变化不典型的情况下,提供骨髓增生状态的信息,辅助鉴别贫血的类型[4]。有资料报道LFR、MFR、HFR三者在网织红细胞中的百分含量分别是86.1%、11.3%和2.6%[5]。本文调查结果认为,XE-2100型全自动血液分析仪检测出的HLR似应包括以上的MFR和HFR,因为两项的临床意义基本相同。本文调查200份正常人标本HLR平均值为0.32%,116份贫血标本HLR的平均值为1.97%,其结果反映了贫血时血液中成熟度较低的网织红细胞的含量明显增高。除了骨髓造血机能受抑制的贫血外,大多数情况下的贫血,由于机体的造血机能受到刺激,使较多的不成熟的网织红细胞从骨髓释放入外周血,此现象同时反映了红细胞生成速度的加快。因此,有文献认为此种变化比RET的变化有更重要的意义。

从表3可见,不同原因引起的贫血、贫血的不同时间里的外周血中的HLR的值相差很大,总体来看以溶血性贫血的结果最高,从高到低依次为溶血性贫血、急性失血、慢性贫血、白血病和再生障碍性贫血。溶血性贫血时最高可达8.79%,白血病治疗时可低至0.06%。急性失血之初可高达5.47%,2 d后可降至0.38%;调查中还显示HLR随着血红蛋白的升高而下降。白血病和再生障碍性贫血的HLR则接近于正常人的参考范围。有资料分析了LFR、MFR和HFR3个参数在不同的贫血情况下的差异,本文调查分析的HLR结果与之相接近。HLR与IRF的值增大均表示不成熟的网织红细胞增多,因此两者有一定的相关(r=0.701 2)。

MSCV为正常红细胞在网织红细胞分析过程中的体积改变。正常的红细胞呈双凹盘状形态,仪器在分析网织红细胞时,为了更加准确的检测细胞中的网状物(RNA),使用了既使红细胞膨胀增大成球型,又不至于胀破的低渗液体-透明剂。因此正常的情况下,MSCV的值应该比MCV值大。当出现MSCV的值比MCV值小或接近时,表明已有部分的红细胞胀破而在液体的压力下呈现皱缩。调查中显示贫血的标本比非贫血的标本较多出现该现象,表明贫血标本中多有红细胞膜结构功能异常的情况。因此,MSCV参数与MCV结合起来观察,似可以初步了解、区别贫血的不同病因,即贫血仅仅是单纯的失血引起,还是属于或伴有红细胞膜的结构功能的异常,使红细胞破坏增多所致。该参数的应用价值有待进一步的研究探讨。

参考文献

[1] 张大莲,孔繁林,等.网络红细胞参数在贫血疾病诊断中的临床价值.现代检验医学杂志,2008,23(4):10-12.

[2] 李艳,夏红,梅四青.新编临床检验双向实用手册.湖北科学技术出版社,2004:74-75.

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一、全息影像技术的定义

全息影像技术:全息投影是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像,简单的来说就是一种无需配戴3D眼镜,就可以产生立体效果的一种技术。全息影像技术可以叫做全息投影技术,或虚拟成像技术。全息3D投影是近期非常流行的技术,它采用全息膜配合投影展示产品,提供了丰富的全息影像,可以在玻璃、亚克力等材质上成像,将装饰性、实用性融为一体,成为现在一种前沿的市场推广手段。全息3D立体投影技术已经日臻成熟,不仅可以产生立体的空中幻像,还可以使幻像与表演者产生互动,一起完成表演,产生令人震撼的演出效果。在2015春晚上歌手李宇春利用全息3D立体投影表演歌曲《蜀绣》,让观众大为惊叹,同时全息3D立体投影正在从各种专业展会的展台上过渡到实际应用之中。

二、全息3D技术在职业教育中的前景

随着教育信息化的不断深入,立体化的教学正在兴起。以我院汽车学院的教学为例,当我们的老师在讲解汽车具体的某一零件时,传统教学中往往会拿出一幅示意图或电脑课件来解释整个汽车零件的结构,如果这幅图是 3D 效果的,是否有助于学生加强对诸如汽车零件结构这样的复杂内容的理解呢?如果再加以动画效果呢?我想答案是显而易见。3D 教学在课堂中的使用,能提高学生的听课注意力、和学生的习主动性,从而提升课堂教学效率。由美国政府出资的关于在课堂上使用 3D 效果的调查显示,在参加了 3D 教学后,学生的测试成绩提高了 35%,而没有参加 3D 教学的小组仅提高了 9.7%。利用全息3D立体投影互动教学,必将成为课堂教学的一大主流趋势。

三、全息3D技术引入职业教育课堂的意义探索

1.未来全息3D技术将是职业教育课堂教学最有力的工具

职业教育中,许多专业的专业课程需要学生具备良好的三维空间想像能力,如机电专业的机械制图、模具设计,建筑专业的建筑力学、建筑结构,动漫专业的三维模型制作等。笔者长期担任动漫专业的《3DSMAX动画设计与制作》课程,虽然课堂教学全部安排在多媒体网络机房进行,采取“教学做”合一的教学方法,但当课程进入三维建模阶段,总有一部分同学因为学习难度的增加而失去学习兴趣,甚至放弃后面的学习。课后,通过调查研究,传统的多媒体投影仪不能真实地反映出三维模型的结构,学生自己在动手创建三维模型时,感官认识总是停留在二维平面上,制作出的模型总是不如人意,那么帮助同学如何去解决一直困惑着我。

兴趣是学习最好的老师,激发学生的学习热情、培养学生的学习兴趣是提高学习效果的唯一有效方法。全息3D技术引领的3D课堂可以将复杂的、抽象的知识通过一个可视化的画面展示。比方说,以前只能平面显示的模型现在能真实的出现在学生的面前,这样让学习内容更真实,学习更生动,知识点的把握更加准确。国外研究表明,3D课堂上的学生注意力比常规课堂的学生更加集中,并能让学生们的注意力课后继续保持集中状态,同时学生的学习主动性也充分调动起来了,课堂气氛浓厚。总之,全息3D技术引领的3D课堂让学生的学习变得更加轻松,学习效果显著提高。

2.全息3D技术引领的3D课堂将保证学生课堂学习的主体地位

教师在传统教学的过程当中,往往采用以灌输式教学为主的教学模式;学生的学习方式也只是单一的被动接受式方式,禁锢了学生的的创新和创造性思维发展。在3D课堂的真实情境下,教师更像是一名“讲解员”、“引导员”,如果采用传统的“讲座”站位,学生看不到 3D画面或者 3D得不到有效应用,因此经常“迫使”教师在教室的各个角落授课,这样反而促进老师与学生的交流,掌握课堂动态。

因为全息3D技术为学生提供了一个“逼真”的学习情境,学生可以轻松掌握复杂的概念,理解更深层次的知识,视觉化的学习开启了学生的自主探索、自主发现、自主交流之路,而教师由传统的知识传授者变为学生学习的指导者、合作者和咨询者。教师和学生的地位不再是不平等的关系,而是师生双向参与、双向沟通、平等互助的关系,真正实现学生的主体地位。

3.全息3D技术在职业教育中的适用领域

3.1全息3D技术适用于绝大部分工科专业,如机电、汽车专业、动漫、建筑专业、医学等等与所有与设计相关的专业课程教学。

3.2适用于需要学生较强的空间想象力的课程和需要情境模拟教学进行互动的课程,它能更直观的表现出来,帮助学生创新学习。

4.现阶段制约全息3D技术在职业教育中推广的因素

4.1 3D教学课件素材严重不足。现在全息3D投影播放内容一般将视频或图片通过专业的软件转换成3D素材,绝大部分为由 8 路视频合成的 9 宫格视频,这种形式内容的设计制作过程,不仅仅存在流程繁琐、成本高、周期长等问题,还严重制约了全息3D 的应用推广。如果全息3D技术要在教育中广泛发展,必须建立丰富的、统一的教学课件资源库。

篇4

微软的HoloLens全息眼镜是世界领先的全息计算机,搭载了Windows10的操作系统,完全独立运营,是迄今为止世界上绝无仅有的。

场景应用:微软HoloLens全息眼镜拥有难以置信的计算能力,众多的传感器实时扫描进行三维建模。微软和著名医学院合作,让学生通过数字化全息影像学习解剖学。微软还和美国国家航天局(NASA)合作,通过HoloLens探索火星,利用火星探测器的全息影像,科学家可以身临其境地在火星表面工作。

Transistor Density Increase by 1000x

机构:加州大学伯克利分校

当我们把这些创新都结合在一起,我们看到了一个半导体晶体管密度再增加1000倍的技术蓝图,这也就意味着互联网将来的速度和普及度还有千百倍成长的空间。

场景应用:三维晶体管的形状是一个垂直的薄膜,就像鱼的背鳍,因此被称为“鳍式晶体管”。垂直的薄膜晶体管可以让摩尔定律继续下去,让半导体的微型化大幅度再成长。更重要的是,这给出了一个长远的方向,只要能把这个薄膜做得更薄,就可以把晶体管继续微型化下去。

百度大脑

机构:北京百度网讯科技有限公司

百度大脑由超大规模的计算、先进的算法和海量的大数据三个部分组成。

场景应用:我们从PC互联到移动互联,现在进入人工智能时代。人工智能就像100多年前的电能一样,彻底改变了我们的工作、生活和学习的方式,也在重塑我们社会和经济的形态。

深度神经网络处理器

机构:中国科学院计算技术研究所

借助“寒武纪1A”深度神经元网络处理器,让计算机具有像人一样的智能,一直是科学家们努力的目标。

场景应用:人脑的基本组成单元是一种神经元细胞,这些数量巨大的神经元细胞通过数量更多的突触相互连接产生神经网络,人脑借助神经元网络进行处理,所以有了认知、感知和逻辑推理等智能活动。计算机科学家受到启发,在计算机里用虚拟的神经元和虚拟的突触把它们联结在一起,构成多层次的人工神经元网络。这些神经元网络具有非常好的效果,比如在语音识别和视频识别领域里,它的识别精度已经超越了人类。

三星复合生物信号处理器

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1虚拟现实前沿技术

随着技术的进步和社会的发展,新媒体的发展将进入新的时代,以虚拟现实为核心的艺术表现形式也将随之发展。虚拟现实(VirtualReality,简称VR)是一种使用计算机图形技术生成虚拟情景,为用户提供视觉、听觉、触觉、嗅觉等感官模拟技术,通过一整套的影像和体感设备,使人们作为参与者,自然地与虚拟世界进行人机交互。总之,虚拟现实是一种实现计算机可视化和交互复杂数据的方法。与传统的人机界面和平面化的操作系统相比,虚拟现实在技术思想上有质的飞跃,虚拟现实中的“现实”是指在物理意义上或功能意义上真实存在于世界上的任何事物或场景,它可以是现实存在,也可以是虚拟仿真出来的,“虚拟”是指计算机生成的,因此,“虚拟现实”是指虚拟现实前沿技术在青少年科普教育中的创新与实践查雁南(广州工程技术职业学院计算机仿真研发中心广州510999)人们通过使用各种特殊的设备“投射”自己,操作和控制环境以达到特定目的的一种特殊的计算机生成环境。其中,混合现实技术和全息投影技术是虚拟现实技术中的前沿科技。

1.1混合现实技术

混合现实(MixedReality,简称MR)技术不仅可让用户看到真实世界,还可将虚拟场景或物体和现实世界叠加在一起。它是将真实环境和虚拟情景混合而成的一套系统,由于一部分的情景由现实构成,这样大大减少了机器的算力开销。虚拟对象提供的信息往往是用户无法通过其感官直接感受到的深层次信息,用户可用虚拟物体提供的信息来提高对现实世界的认识,简言之混合现实就是将现实环境叠加虚拟场景所形成的复合视觉系统。一个完整的混合现实系统由一套紧密连接的相关硬件和软件组成。光学透视式是混合现实中常见的一种方式,这种透镜对设备生成的图像进行反射,并和眼睛透视进来的现实环境叠加在一起,在现实环境中生成虚拟情境。通常混合现实系统会有一整套灵活的稳定系统,就目前市面上量产的顶级XR设备来说,比如微软的HoloLens以及Ximmerse的RhinoX都是使用的视觉定位系统,通过摄像头对现实场景的实时拍摄进行智能算法运算进行空间定位,其中RhinoX还有配套的定位实体设备,能更好地进行虚拟场景的空间定位。在本文研究所使用的就是这款国产的顶级MR设备RhinoX,而其轻量化的一体机设计,开放的虚实混合显示模式,能让6-12岁的小朋友轻松佩戴和体验,既体验了内容又能看清周围的环境,不会有惊吓和摔倒的情况发生。(参见图1)图1Ximmerse的RhinoX

1.2全息投影技术

目前全息投影技术在教育和科普行业应用广泛,全息投影技术又称虚拟成像技术,它利用干涉和衍射原理清晰地呈现出物体的真实三维图像。随着数字全息成像技术和图形算法的快速发展,最新的全息投影技术能让全息影像与特定空间产生的三维虚拟图像交互,形成令人印象深刻的效果。全息投影技术不仅产生了三维浮动虚拟场景,而且能与浮动虚拟场景进行交互;同时,创造出穿越时空的视觉感受,展现出独特的艺术形式,从视觉效果上讲,全息投影技术就是3D裸眼技术的最终表达形式。加拿大南部大学的研究人员成功地开发了全息投影技术。其主要原理是将所需的图像投射到一个类似镜子的高速旋转装置上,当装置以某个特定的速度高速旋转时,就能产生清晰的全息影像,这也称为全景摄影或虚拟现实。其原理是基于静态图像的特殊虚拟现实技术,通俗地说,就是使用全景相机拍摄一幅完整的全景图像,然后使用专用的播放器进行播发,用户只需用鼠标控制视角和方向,可以是左、右、近、远,可以使观看者身临其境。也有人将倒置的菱形体镜面放在平面显示器上形成简单的三维图形,这两种形式都是比较初级的全息投影影像。目前市面上技术成熟的全息投影产品目前只有位于美国布鲁克林的LookingGlassFactory公司,该公司于2018年推出全球首款桌面全息显示开发套件,2019年开始出货全球首款8K全息显示器,并于2020年推出了个人全息显示器“LookingGlassPortrait”。该显示器也是目前市面上比较成熟全息显示系统,有7.9英寸、15.6英寸、32英寸三种尺寸供选择,显示器能显示非常立体的三维场景。三维可视角度58度,缺点就是价格昂贵,显示屏幕较厚重,不便携带。

2虚拟现实前沿技术在青少年科普教育中的创新与实践

2.1混合现实技术在青少年科普教育中的创新与实践

MR全息技术有别于虚拟现实VR技术,MR与VR相比的主要优势是:存在感、灵活性、安全性。与VR技术无法与现实互动的是,MR是融合在现实环境中,可轻松实现人与人以及周边环境的交互和沟通,而VR则是将使用者割裂在一个独立空间当中,无法实现与环境和他人的联动。因此,区别于VR游艺设备,MR全息博物馆在互动体验上天然适合于科普教育。既有观赏又能互动,通过设置内容互动环节,让体验者在自身的体验和发现中学会认知,寓教于乐意义重大。博物馆作为人类认知文明的重要场所,其展示模式多种、多样。传统的博物馆展示模式大多是物品陈列式,所有的展品都静态的摆放在展台中,多年都不会移动,再辅以有限的文字说明,这样的展示方式往往会令参观者感觉索然无味,也很难看清楚展品的各种细节特征。而借助混合现实(MR)的实体虚拟化技术的交互式展示能更好地进行展品展示。“MR全息博物馆”将成为科普教育的一个新方式和发展方向,为大众带来前所未有的交互式体验,大大提高虚拟现实在智慧教育领域的成熟度,其创新的三维立体空间体感操作手柄,可帮助青少年沉浸在虚拟3D世界中进行有空间深度的情景学习探究及实验。研究表明,这种立体视觉所呈现的内容能更好地帮助青少年提高学习兴趣。2.1.1MR博物馆-海洋遨游通过MR全息技术,体验者能够全方位、多角度地感受到立体、逼真的场景,充分呈现出大自然的神奇,混合现实事物本身的表现力和感染力,激发体验者接受新事物的积极性。在MR全息技术打造的世界里,通过一个小小的头显就能够瞬间穿越到海底世界、恐龙时代、热带丛林……海豚、鱼群、还有稀奇的水母、恐龙等,这些生活中无法靠近的生物统统尽在眼前、触手可得。与此同时,体验者也同样可在现实场景中进行互动交流,突破时间和空间的壁垒;(参见图3)2.1.2MR博物馆-侏罗纪全息投影让小朋友们零距离的接触恐龙,在丛林中穿梭回到侏罗纪时代,通过手柄交互让他们亲自孵出各种恐龙蛋,和孵化出来的小恐龙们进行亲切的肢体互动,通过多感官、多通道感受、体验和操作,体验多姿、多彩的侏罗纪时代。(参见图4)

2.2全息投影技术在青少年科普教育中的创新与实践

全息显示系统是三维裸眼显示系统的高级呈现方式,该设备不需佩戴任何外置的视觉设备,比如三维立体眼镜、透镜、多通道幕布等就可直接肉眼观看到立体的三维效果(参见图5),无任何视觉眩晕、图像模糊、图像重叠等问题,并支持多人、多视角观看,不同视角观看的视觉效果跟真实观看该物体的视觉效果一致。该设备还支持搭配微软的Kinect体感系统一起使用,通过手势和虚拟的三维物体进行三维深度交互,这种具有三维深度的体验模式会比传统的二维显示器的体验更加真实、生动,具有更多的趣味性。在实际的青少年科普体验活动中该设备特别受小朋友们的喜爱,并一次性可由多个小朋友一起观看,互动效果非常好。

3结语

虚拟现实技术是当今信息科技飞速发展的产物,其前沿技术的发展解决传统VR技术在青少年科普中使用的各种问题,渐渐在青少年科普教育中占更加重要的地位,虚拟现实前沿技术不仅可帮助青少年激发学习兴趣、拓展创新思维,虚拟现实技术还架起了传统教育向现代教育发展的桥梁,多样化的教学方式,充分发挥虚拟现实前沿技术的实用性,促进青少年全面的接触、认识虚拟现实技术,能更好地对青少年进行科普教育。

参考文献

[1]鲁丽彬.高职院校虚拟现实(VR)科普基地建设探索与实践[J].电脑编程技巧与维护,2020(11):140-141+170.

[2]唐春兰,华灿星.STS视角下科技馆虚拟现实技术运用的场景及隐患探析[J].科技智囊,2020(11):60-63.

[3]陈晨,王锦秀,陈翀,等.全息投影技术在医学领域及医学教育中的应用[J].中华医学教育探索杂志,2020,19(11):1255-1257.

[4]薛翔.基于混合现实技术的文物展示设计研究[D].四川美术学院,2019.

[5]陶澍.全息混合现实在景观设计的应用[J].现代园艺,2013(24):79-80.

篇6

接线员还没说完,电话就挂断了。接线员皱了皱眉,在纸上记录下这次通话的时间,并把情况报告给了院长――塔西博士。

塔西博士正坐在他位于顶楼的办公室里。今天的天气很晴朗,尽管透过层层雾霾到达地面的光线依旧稀少,但至少他还能透过窗子看到曙光诊疗中心那宽阔的院子和一些附属建筑。

曙光诊疗中心是当今地球上最先进的医院,但怎么看都更像是个军事基地。戴着防毒面具的保卫人员徘徊在金属色的拱门前,院子里空落落的,连株植物都没有。

其实早在三年前,地球上的露天环境就无法再生长任何植物了,大气层早已被破坏得污秽不堪,雾霾像锅盖一样扣在上空,毒气和酸雨杀死了大部分的植物和野生动物,随之而来的疾病也让人类的生存受到了严重的威胁。

政府主导的太空移民计划刚启动,就由于无法承担巨额的费用与地球上资源的匮乏而被叫停。政府最终另辟蹊径,倾其所能建造了这间曙光诊疗中心,在这里聚集了世界顶尖的医学专家,研究如何治疗环境污染导致的各种怪病。他们夜以继日地工作,攻破了一个个医学难题,和恶劣的环境做着殊死搏斗,多数病人在曙光诊疗中心恢复了健康。

塔西博士的妻子死于三年前的一场瘟疫。那时他就下决心要尽自己毕生的力量去拯救所有因环境恶化而患病的人。他甚至向政府申请了每天100个的免费治疗名额,为经济困难的人争取痊愈的机会。

但有些人因工作需要必须接触外界环境,会一次次患病,即使有幸一次次被治好,药物也占据了他们身体的每个角落,甚至最终成为“药人”。

塔西博士的亲人只剩下12岁的儿子吉米了,吉米养了条名叫巴顿的宠物狗。这天,调皮的巴顿趁吉米开门取报纸的瞬间,像风一样溜出房门去院子里撒欢。等吉米穿好防辐射服,戴好防毒面具,出去抱它时,巴顿已经痛苦地瘫在地上,一边伸着舌头艰难地呼吸,一边不停地用爪子拨弄自己的耳朵。

吉米立刻用事先准备好的防辐射袋包裹好巴顿,抱着它乘坐胶囊列车来到曙光诊疗中心。塔西博士办公室里正聚着一群人,像是要开会。塔西博士看到满头大汗的吉米,连忙走到他跟前,轻声问道:“你看起来不太好,怎么了?”

“是巴顿。爸爸,救救它!它跑出去了,虽然只有一小会儿时间,但我担心它会死掉。”吉米的眼泪都快出来了。塔西博士给动物急诊部打了个电话,并叮嘱吉米坐在办公室门口的椅子上休息,自己就进去开会了。很快便有两个护士接走了巴顿。吉米一个人坐在那儿,静静地听着里面的谈话。

“那个神秘女子已经是第三次打电话来了。从她电话反映的情况看,她感染了一种危险的病毒,但她似乎不想治疗。”一个男人道。

另一个男人的声音显得有些激动:“我并不是孤陋寡闻的人,但这女孩真令我意外。她同情自己体内的病毒,她用自己的身体孕育了它们,看着它们一点点地进化、生长,并吞噬她的健康,但她却不忍心杀死它们。”

片刻的宁静后,塔西博士说道:“也许这种可怕的病毒控制了她的神经系统。如果真是这样,那我们又要面对一场可怕的神经性智能瘟疫了!”

吉米听得入了迷,不知不觉地走进了办公室,大声问:“为什么不根据来电找到她的位置呢?”

塔西博士连忙拉过吉米,向大家道歉,然后说:“她每次来电时间都太短,也不知道为什么,一直查不到地址。想要精确定位则需与她长时间通话。”

突然,办公室电话铃声响起,塔西博士按了免提,是接线员焦急的声音:“那个神秘女子又来电话了!”

“让中控中心把电话转到我办公室来。通知技术组跟我办公室对接全息影像,务必定位这电话所在的位置。”塔西博士说道。他要亲自接这个电话。

接通后,塔西博士通过生平所学的心理知识来劝导这位女子接受治疗。但是,那女子只是强调:“它们有生命。”

“病毒只不过是能够复制自身的蛋白质而已。”塔西博士仿佛在跟她辩论,“即便病毒拥有智慧,那它们也是坏家伙,我们应该消灭它们!”

女子也有点激动了:“为什么?生命体之间为什么总是血淋淋地杀戮!杀戮!怎么不去想想,杀戮的对象,也是一个生命呢?”

塔西博士有点说不下去了,可是全息影像里技术人员正用手势示意他继续说下去,他们需要更多的时间。

这时,吉米走到了爸爸旁边,用稚嫩的嗓音道:“姐姐你好,我叫吉米。曙光诊疗中心是一所大医院,今天我带我的狗来看病。自从环境恶化后,很多人都病了,但是这个医院治好了他们,你要相信这里也能治好你的。小时候爸爸就告诉我,病毒是坏家伙,它们没有思想,只会不停地攫取,所以只有把它们赶出你的身体,你才能健康地生活呀。”

女子叹了口气,说:“病毒也是大自然亿万年进化的结晶,人类也是。病毒生活在人身上,对它们而言,人类的皮肤、血管和肌肉是多么广阔的天地呀!它们怎么可能意识到,自己生活的地方,竟是一个活的生命?”

吉米望着爸爸,也不知道该说什么好了。全息影像里技术人员用颤抖的手指着探测仪的显示屏幕,屏幕上的精确定位出来了,测定结果显示信号竟然直接来自地球内部……

篇7

引言

在自然灾害发生后的一些恶劣环境堪测救援中,因情况不明而导致许多灾害发生区救援队伍和救援工具在第一时间内无法进入灾害区进行勘测和开展救援的情况,因此使许多地区没有得到及时的救援而遭受了巨大的损失。所以,怎样能够有效地获取这些恶劣环境中的状况和信息而及时开展救援行动是当今应对自然灾害急需要解决的难题。而研发基于现代科技技术多位一体地质灾害勘探救援的飞行器,正是应对在恶劣环境中无法获取重要信息情况的有效工具。在整个勘测救援飞行器装置上搭载GPS模块、全息照相、信号接收器、生命探测仪、无线传送等一体探测装置,使其总体占据空间保持在0.125m^3之内,整体机身重量2kg左右。能够很好的适应人为情况达不到的勘测情况,大大提高的了应对救援效率,降低在救援过程中发生的人员或是物品的损失程度。

一、飞行器概述

1.1 机身结构

飞行器由机架,螺旋桨,电机,云台和相机,控制电路等部分组成。

机架:机架部分采用蜂鸟航模全折叠式四轴飞行器机架,轴距570mm,碳纤维材料。

电动机:无刷电机,DJI3510提供飞行器的动力支持。

电池:电池采用大疆4500mAh,LiPo6s,26.3V,TB47D型号高智能性电池。

云台:三轴(俯仰,横滚,偏航),可转控范围是俯仰-90°至+30°。

相机:1276万像素,FOV 94°20mm(35mm格式等效)f/2.8对焦点无穷远的镜头,配有1/2.3”CMOS的传感器,ISO范围100-3200(视频),100-1600(照片)。

遥控:可用专用遥控器,控制频率在5.725GHz 5.825GHz,控制距离达1200m,在无遮挡的环境下飞行高度可达120m,灵敏度FCC:19dBm,CE:14dBm,控制通道可用平板电脑或手机。

1.2 控制设计

四翼无人机硬件包括以下几个部分:机体平台、系统初始化模块传感器数据采集模块、数据处理模块、导航模块、控制模块、无线通信模块(图1)。

软件系统各模块的主要功能介绍如下:

(1)系统初始化模块:包含软件系统初始化和硬件系统初始化两部分。

(2)传感器数据采集模块:主要功能是获取传感器发送的有效数据。正确设置相关外设,使系统传感器可以持续、正常的运行。

(3)数据处理模块:起到各模块的衔接作用,例如A/D采样的滤波、字符串与整形和浮点型之间的互换、数字罗盘的信息提取等等。

(4)导航模块:通过导航算法,将传感器数据转化为导航数据,为控制器提供系统控制所需的位姿信息。

(5)控制模块:控制器的软件核心,包含控制系统主要算法。

(6)无线通讯模块:负责控制系统和上位机或其他设备的通信。

随着芯片技术的发展,单片CPU的处理速度和处理能力正在逐渐增强,其中德州仪器(TI)的DSP正在越来越多地应用与各个领域。尤其是F28XXX系列的DSP非常适合运动控制,它含有丰富的外设、几十种中断响应、脉宽输出、光电编码接口、多种通信接口等等。因此本文选用DSP作为核心控制器。另外DSP含有上百KB的片上FLASH,一般规模的控制程序都可以写进FLASH而不需要内存扩展。为了简化系统,数据处理模块也由DSP来承担,而不单独使用其他的芯片实现。

由以上内容可知,四旋翼无人机控制器的硬件部分包含以下器件:(1)DSP最小系统(2)惯性测量单元(IMU)(3)数字罗盘(4)无线通讯模块(5)电源模块(6)执行机构(7)超声波传感器。

1.3 飞行器性能

二、研究内容

为提高勘测器的高效和易于控制,将采用中央集成系统作为核心控制单元对整个飞行器进行控制,由无线传输装置对采集到的信息远程反馈到控制终端。信息采集装置则主要依靠安装在飞行器前端和底部的感应器与摄像头等,飞行勘测器的实时位置控制由其上搭载的GPS模块提供。

2.1 无线通讯模块

目前,无线通信领域主要包括3G、TD-LTE-Advanced、WiMax、UWB、Wi-Fi以及RFID等几大技术热点。

其中,短距离无线通信领域主要运用了UWB(超宽带)和RFID(射频识别)技术,并且物联网的核心技术是RFID,在物联网逐渐发展的今天无疑将成为无线通信的主流部分;Wi-Fi技术主要用于解决无线局域网的相关问题,可以在公共场所提供方便的“热点”接入。考虑到小型无人机的操作便捷性,无人机上目前多用Wi-Fi作为无线通信的主要方式。

2.2 定位系统

2.2.1 GPS的组成

GPS空间卫星星座:21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成的系统,均匀分布在6个轨道平面内,轨道平面的倾角是55°。GPS卫星可以产生两组不同电码,一组称为C/A码,另一组为P码。

地面控制部分:主控站,5个全球监测站和3个地面控制站。监测站均配装有精密的仪器,铯钟和接收机。监测站将所接收到的卫星观测数据处理后传送到主控站,最后将最终数据传送到地面控制站。

GPS用户设备:GPS接收机、数据处理软件及其终端设备(如计算机)等。

2.2.2 GPS的工作原理

GPS通过测量用户接收机到某一卫星的距离来确定该用户的位置。而这种测量方式存在接收误差、无线电信号经过电离层和对流层的延迟而导致测量误差,所以这样测得的距离称为伪距。

伪距的计算公式:

(1)

其中,表示信号发射时刻的卫星位置矢量;表示观测时的接收机工作矢量;c表示光速;表示接收机时钟相对于GPS时的超前量;表示卫星时钟相对于GPS时的超前量。

在未来,基于视觉定位的控制定位系统将会在无人机的定位中占主流地位。视觉定位采用SLAM算法,利用多种传感器感知室内环境和障碍物的位置使得无人机巧妙自行避开障碍物。在塌方,室内着火或其他狭小空间里能够准确获知伤员所在位置。现在基于视觉定位的研究方向大多为利用光流传感器或粒子滤波对行器的位姿估计,使得在SLAM无法控制无人机时仍能准确捕捉无人机的位置和速度。而图像跟踪地位易于远离受灾地区控制无人机,若基于射频的主动视觉传感器能够装载于无人机上,无人机将能够实现全天候操作,无论天气情况都将能够及时获取高清晰图像。

2.3 红外热成像

2.3.1 红外热成像系统

红外光学最初被称之为军事光学,由于红外探测技术可以实现在黑暗中探测目标、保密通讯的特点,首先被广泛应用于军事领域。到20世纪70年代以后,由于民用需求急剧的上升,加之科学技术的大力发展,红外探测技术被广泛应用于工业、农业、医学等各个领域。红外热成像系统是把红外探测器作为核心器件,通过外部电路对事物进行图像采集并经过一系列图像处理算法最终将其显示出来的系统1。

2.4 全息影像

全息摄影就是在摄影的同时将上述两类信息同时记录来实现的。采用激光作为照明光源,并将光源发出的光分为两束,一束直接射向感光片,另一束经被摄物的反射后再射向感光片。两束光在感光片上叠加产生干涉,感光底片上各点的感光程度不仅随强度也随两束光的位相关系而不同。所以全息摄影不仅记录了物体上的反光强度,也记录了位相信息。与普通的摄影技术相比,全息摄影技术记录了更多的信息,因此容量比普通照片信息量大得多(百倍甚至千倍以上)。

全息影像的显示,则是通过光源照射在全息图上,这束光源的频率和传输方向与参考光束完全一样,就可以再现物体的立体图像。观众从不同角度看,就可以看到物体的多个侧面,只不过看得见摸不到,因为记录的只是影像。

目前最常用的光源是投影机,因为一来光源亮度相对稳定,二来,投影机还具有放大影像的作用,作为全息展示非常实用。

三、结论

该项目的开发,降低了在不明情况下开展救援活动所发生的不必要的损失,加快了第一救援时间。其体积小,重量轻,操作简单,易于控制,具有很强的机动性,是提高救援效率,节省时间和降低损失提供了一种有效工具。并且随之不断的深入研发,应用的领域也会不断拓展,多位一体的勘测飞行器的研发将会有广阔社会前景。

参考文献

篇8

津津有味地看完这部电影后,开始了我一天的工作。我现在在医院工作,每天都要照顾病人,好不容易今天放假了,但我还要复习那些医学知识。“迪克”马上帮我在电脑程序上打印了一份资料,让我去复习。复习完后,它又帮我出了一份医学试卷,好让我巩固知识。

篇9

在娱乐性和享受性消费日益增长的今天,电影作为娱乐产业也在不断地汲取新鲜的血液,计算机图形技术的成果一经展现,人们立刻意识到这是一种前所未有的巨大能量,在随后的时间里,人们对这项技术的追逐以不可预料的速度前行,不仅产生了许多匪夷所思的视觉奇观,也极大地促进了这项技术的长足发展。在影视领域里,这项技术更多地被称为数字特技或影视特效,是一种可视化的虚拟创造手段,是利用计算机图形技术中本文由收集整理的图像合成、三维造型、灯光模拟、动画计算、材质模拟、交互控制等一系列具体计算所制造出的视觉动态影像,主要满足观众对节目的欣赏愉悦。[1]

我们可以回顾一下计算机图形技术进入到电影领域的一些关键时刻。1977年,美国导演乔治·卢卡斯为了能在自己的影片《星球大战》中实现逼真的星战及各种飞船的特殊效果,专门成立了一个负责特效制作的工作室来完成此项工作,这也诞生了迄今为止世界最顶尖的特效技术公司ilm(工业光魔),标志着计算机图形技术正式加入电影制作的行列[2]。一批代表性的电影作品应运而生并获得了成功,如《第三类接触》《夺宝奇兵》《异形》《星河战队》《深渊》等,但此时的技术还要更多地依靠一些模型来解决造型问题。

而进入到90年代,抠像合成成了影片技术提升的有力手段,因为背景可以任意变换并可以单独拍摄,演员只需要在绿幕前表演,既降低了拍摄难度,又能让合成后的镜头效果变得不可思议,更具有视觉冲击力。如《真实的谎言》中施瓦辛格驾驶战斗机营救妻子,一只手提着她飞越海洋的镜头已成为经典[2],而在《阿甘正传》《侏罗纪公园》中虚拟的羽毛、乒乓球、巨大的恐龙和与现实环境的无缝融合,更彰显了计算机技术的超强能力,尤其是《泰坦尼克号》中美丽的大西洋黄昏、浪漫的船头展臂飞翔、惨烈的沉船过程,更为这个时代的影片制作技术画上了一个里程碑的标记。

真正让人们叹为观止的当属2000年至今,这段时间计算机图形技术已经占据了电影市场的大部分空间,技术水平也有了相当大的提高,逼真模拟的效果到了无可挑剔的程度。无论从宣传还是到影片本体,大场景大制作已经成为人们习以为常的审视方式,人们对一部电影的渴盼也逐渐演变成对电影视觉效果的期待,就连电影故事本身这一根本性的元素有时都退居到了二线,可见依靠计算机图形力量所带来的视觉奇观对影片的影响之大。

篇10

不小心在电梯放屁怎么办?没有一个心智正常的人会举手示意:“屁是我放的。”在这种情况下,难道只能任由“凶手”逃脱众人的目光洗礼吗?来自天津大学检测技术与自动化装置专业的李吉功为复杂环境中准确追踪气味源提供了新方法,研究出了气味源定位机器人。未来这种机器人有望代替嗅探动物进行各种有毒、有害物质的检测。

生物医学奖: 苍蝇通过搓手洗澡

如果你观察过停在厨房桌子上的苍蝇,它们做的头一件事就是仔细地用双手清洁自己。虽然我们的肉眼看不见,但苍蝇的表面覆满了灰尘、花粉,甚至还有狡猾的小虫,如果不清洁干净,就会钻进苍蝇的身体里。

动物如何把自己弄干净?有没有保持清洁的方法?美国佐治亚理工学院的华人科学家胡立德教授和他的团队观察了显微镜图像,统计上百种动物身上体毛的数量和尺寸,并阅读了上百篇关于自然中清洁行为的文章,试图量化清洁的过程。

数学奖: 婚礼份子钱公式

很久没有联络的人突然邀请你去参加他的婚礼怎么办?去还是不去?给多少份子钱?相信这是每个人都会遇到的问题。台湾学者赖以威挺身而出,用数学知识将这个问题化繁为简。

他选择了统计学常用的“回归分析”法:通过建立数学模型了解两个或多个变量间的相关程度。经过无比复杂的求证、推理等过程后,他得出公式:红包等级=-5.375+0.465×地区+2.66×人数+1.08×交情+0.6575×餐厅等级。

心理学奖: 加薪有助于戒烟

关于如何戒烟,大家一定能想出五花八门的答案,比如喝咖啡、嚼口香糖等。最近一项新研究则提出,还有一种方法能让你戒烟――加薪。

这项研究的作者是奥多明尼昂大学的杜娟和加州大学戴维斯分校的保罗・利,在2015年8月的《流行病学年报》上。他们在数据库里精挑细选了合适的烟民进行分析,得出结论:如果给烟民加薪,他们会更容易戒烟或更少吸烟。

发明奖: 运动捕捉器

加州大学洛杉矶分校的苏亭伟等三人为搞清楚到底是怎么“花式游泳”的,特意发明了一种全息影像技术。他们的研究结果让人大跌眼镜――前进的具体形式竟然可以被细分为4种:普通型、螺旋型、狂野型和狂野螺旋型。

化学奖: 航天员的体味研究

篇11

文献标志码:A

A Brief Review and Prospect of Emerging Technologies in Clothing Retail Terminal

Abstract: The development of technology has been driving the retail revolution. With the great demand on online retail market and the changes in consumer behavior, more and more emerging technologies are applied to the retail terminal. This paper outlined the emerging technologies, and analyzed the application prospect about these technologies in clothing retail terminal.

Key words: clothing retail terminal; virtual technology; big data; cloud computing

近年来,随着网上消费需求的爆发式增长,服装消费习惯正在发生巨大的变化,服装零售终端也正在经历新一轮变革。其中,技术的发展也是推动零售业变革的重要力量之一。销售模式的变化为技术的发展提供了创新土壤,先进的技术也使精明的零售商发现有机会在销售终端做出新花样来吸引顾客,提升客户体验,促进产品销售。

国际多家权威机构都在密切跟踪可应用于未来生活的新兴科技,其中以下新兴技术未来可能会成为推动服装销售终端发展的重要力量。

1HTML5技术

HTML5技术是标准通用标记语言(万维网的核心语言)下的一个应用超文本标记语言(HTML)的第5次重大修改。基于HTML5开发的网页APP拥有更短的启动时间,更快的联网速度,为用户提供更快速的网页体验,同时为网页应用开发者们提供了更多功能上的优化选择,带来了更多体验功能的优势。未来,基于HTML5技术网页将呈现出更多的风格和更强的效果,用户将会惊叹于浏览器中所呈现的惊人视觉效果。同时,由于支持网页端的视频、音频等多媒体功能,更优化的在线交流也将得到实现。

2VRML虚拟现实建模语言技术

VRML是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构的三维世界的场景建模语言,具有平台无关性。在国外VRML已经广泛应用于生活、生产、科研教学、商务甚至军事等各种领域。VRML带来了一个全新的三维世界,让网上店铺不再仅仅停留在平面上,它使这个虚拟的世界动了起来,而且它还可以按照消费者的意志动。它改变了互联网上单调、交互性差的弱点,将人的行为作为浏览的主题,所有的表现都随操作者行为的改变而改变。VRML可以将平面的网上店铺改编成三维,让消费者可以在里面自由地遨游。

3三维激光点云测绘技术和全景地图技术

三维激光点云测绘技术,又称实景复制技术,能提供扫描物体表面的三维点云数据。全景地图技术是运用数码相机对现有场景进行多角度环视拍摄后,利用计算机进行后期缝合,并加载播放程序来完成三维虚拟展示。

与三维激光点云测绘技术相结合将为顾客带来更好的视觉体验。运用三维激光点云技术可先对线下实体商铺进行实景测绘录入,然后运用全景地图技术对收集图片进行后期缝合,在互联网上进行展示。这与虚拟的三维效果是完全不同的,该效果的应用更具真实感。未来,对于那些在线上、线下都有店铺运营的企业或品牌,这两项技术的运用会带给消费者全新的体验。

4虚拟试衣技术

虚拟试衣技术能实现在静态人体模型上设计衣服的款式以及模拟衣服附着在虚拟角色动画上的着装效果。它是应用虚拟的3D模特匹配虚拟服装,得到服装试穿的观看效果。但是它不能实时展示衣物的物理属性,如褶皱、悬垂及与人体碰撞的互动效果。模特无法与操作用户进行实时交互。

2014年12月,京东与英特尔共同建立“京东英特尔联合创新实验室”,将虚拟试衣技术融于网上店铺,用于提升用户体验。用户通过配有3D摄像头的设备创建人体3D模型,同时京东根据衣服、裤子等服饰的数据信息,将其转化成3D模型的物品,然后,用户便可以依据体型的大小模仿穿衣的效果,因此能够为用户带来更直观的试衣感受。3D虚拟试衣技术比较成熟,人们的关注度也比较高,目前开始尝试应用于服装公司的产品设计阶段或网上商店的展示中,预计在不久的未来就会在网上商店得到广泛的应用。

5体感试衣镜技术

3D体感试衣镜技术将人体感应技术和网络数字显示技术结合,由试衣终端、内容管理服务器与互联网管理三部分组成。使用者站在屏幕前,只需通过手势凌空控制即可实现衣物试穿的交互体验。除多款服装选择外还具有高清拍照分享等功能,为消费者带来更好的试穿体验。当然,实现它需要具备一定的物理设备、场地和网络条件。

虚拟试衣技术与体感试衣镜技术虽同为试衣技术,但两者仍存在区别。虚拟试衣在网上商店中需通过虚拟模特和服装,模拟动画实现试穿,用户无法与衣物进行直接交互,在服装物理性上也不能做到很好展示。而体感试衣镜主要可应用在实体店铺中,通过这一技术使得试衣环节变得更加方便快捷,还可以通过移动终端实时分享。体感试衣镜如用在用户访问网上商店时,则对用户端的设备有很大要求,例如需有人体感应装置、摄像头等设备。

6全息影像技术

全息摄影术主要应用于形貌测量、变形测量、粒子场测试、数字全息显微、防伪、三维图像识别、医学诊断等许多领域。它在空间显示真实的3D立体影像。用户不需要佩戴立体眼镜或其他任何的辅助设备,就可以在不同的角度裸眼观看立体影像。这项技术在媒体报道、商业橱窗展示和商品展示等领域,将充分发挥其立体影像显示的优势,带给消费者一种全新的立体体验。同时,其逼真的三维显示及五彩缤纷的图像也可以用在产品包装上。

7大数据技术

大数据是近两年的热门技术,它不仅用来描述大量的数据,还涵盖了处理数据的速度。通过物联网、云计算、移动互联网、车联网、手机、平板电脑、PC以及遍布地球各个角落的各种各样的传感器而来的大数据,可划分到大数据技术、大数据工程、大数据科学和大数据应用等领域。大数据技术未来将广泛应用在销售终端的运营和日常维护与管理中。这些工作包括产品管理、消费需求的整理分析、市场策划和推广、搜索引擎的数据跟踪分析及客户服务等,未来都离不开大数据技术。

8云计算技术

云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问,进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务),这些资源能够被快速提供,只需投入很少的管理工作,或与服务供应商进行很少的交互。应用包括云物联、云安全、云存储、云游戏、云计算与大数据。数据隐私和安全性问题,网络传输问题,用户的使用习惯和缺乏统一的技术标准是该技术发展的主要限制。

云计算技术和大数据技术相结合的强大效果可应用于销售终端的两大领域中。其一是针对消费者提供更智能的服务,如在综合型大网络商店的搜索引擎中可以快速优质地为顾客在众多历史产品中筛选出目标产品,也可以通过移动终端随时向消费者推送及时准确的信息。其二是后台管理上,根据销售记录分析或搜索引擎的数据跟踪分析,可为商家预测市场发展趋势,从而更有针对性地为不同客户提供个性化产品服务,获得更大市场和利润。

9结语

篇12

购买渠道:可在Sproutling.com提前预定

“我的孩子没事吧?”这正是Sproutling公司推出的首个产品要回答的问题,并且是即时回答。这款名为“Sproutling”的婴儿专用脚环能够戴在宝宝的脚腕上,监测宝宝的心律、体温、位置等信息,让父母可以更加全面地了解宝宝的活动状态。如果需要报警,则会通过手机应用软件提醒父母。

Sproutling脚环所面向的用户群是0到2岁的婴儿。整个设备由两部分构成,第一部分是非常柔软的白色医用硅胶材质的腕带和红色桃心形状的传感器组合模块,其内部放置了能够监测室内温度、婴儿心跳和动作的感应器;第二部分则是一个无线充电底座,该底座可以为脚环进行无线充电,同时还内置了环境噪音传感器,可以对婴儿所处房间的环境进行监控。

在了解婴儿的习惯之后,Sproutling还可以提供有帮助的预测,比如婴儿小睡何时会醒来。Sproutling公司首席执行官克里斯·布鲁斯说:“我们想要从整体上来了解婴儿的行为模式,这是‘圣杯’。”

13.微软全息眼镜:将全息影像带入现实生活

产品:全息眼镜

制造商:微软

包括大名鼎鼎的oculus Rift等在内的虚拟现实头盔让人可以逃离现实,戴上这种设备,用户能与海豚一起在水中嬉戏,或在滑铁卢战役中大显身手。相比较而言,正如其发明者亚历克斯·基普曼所说,微软的这款全息眼镜(Hololens)则是对现实进行扩充——将全息影像和数据投射到现实环境,如此一来,用户就不会局限在虚拟世界中。

想象一下游戏者抵抗机器人入侵自己的住所、工程师们操控三维模型、外科医生跟随指令进行手术的情景。

初步的实验表明,所有这些都是可能的。美国国家航空航天局(nASA)已经利用微软的这款眼镜在实验室中模拟火星的地形;医学院的学生也正在利用这款眼镜解剖虚拟的尸体。

14.虚拟画笔与画布:创作艺术的新方式

产品:Apple Pencil和iPad Pro

购买渠道:Apple.com

铅笔已经问世约450年了,由于它无处不在,所以,人们很容易忘记它是一项多么非凡的技术:它可以任何角度书写;可以按压力度控制笔迹深浅;画出的标记可以擦除。数年来,将这种实用性技术数字化一直令计算机工程师们头痛不已。因此,苹果公司最近的发明才会显得如此了不起。

使用者可以用苹果铅笔在屏幕上绘画和书写,就像在纸上绘画和书写一样。该产品与ipad Pro搭配使用,苹果铅笔凭借其精密的绘图能力,为iPad Pro带来了新特性,后者的运算能力比去年市售约80%的笔记本电脑都要快,因此,使用者感受不到任何延迟。

这种强强联手促使人们开始探讨制造艺术、动画等的新方式。

15.“谷歌纸板”:廉价虚拟现实眼镜

产品:谷歌虚拟现实眼镜“谷歌纸板”

设计师:谷歌法国的大卫·科兹和达米安·亨利

目前,围绕虚拟现实的各种噱头大多高度集中在各种昂贵的“土豪级”头盔设备上,比如即将到来的oculus Rift和HTC Vive,这两款产品的售价都高达数百美元。

尽管三星Gear VR虚拟现实眼镜最近大热,但“谷歌纸板”虚拟现实眼镜依然是享受虚拟现实最简单、最便宜的办法。只需使用一片纸板、一个尼龙搭扣、两个镜头和一部安卓(Android)智能手机,你就可以马上探险火星或身处披头士的演唱会。自从2014年问世以来,这款革命性的拼接显示设备已经成为虚拟现实的游乐场。

“谷歌纸板”纸盒内包括了纸板、双凸透镜、磁石、魔力贴、橡皮筋以及nFC贴等部件。

按照纸盒上面的说明,用户几分钟内就可组装出一个看起来非常简陋的玩具眼镜,凸透镜的前部留了一个放手机的空间,而半圆形的凹槽正好可以把脸和鼻子埋进去。人们通过各种“谷歌纸板”应用软件,可以驾车、听音乐会甚至打沉浸式电子游戏。

16.仿生耳塞:用自己的方式聆听世界

产品:在这里主动聆听耳塞

制造商:美国纽约多普勒实验室

如果你的周围有难以忍受的噪音,那么,从根本上来说,你只有两种选择:堵上耳朵或者离开。但是,如果你能隔绝最刺耳的声音,让噪音彻底消失呢?或者只是降低噪音的音量,就像操作电视那样?这就是这款主动聆听系统的承诺。

与传统的听力辅助设备只能同时扩大或者降低所有噪音不同,这套由纽约多普勒实验室推出的革命性耳塞系统可以放大或减小各种噪音。它的处理器与一套智能手机应用软件同步,用户可以手动选择希望过滤的频率。

也就是说,即使当列车呼啸着驶过时,人们仍然可以站在地铁站台上用正常音量交谈,甚至可以屏蔽飞机上婴儿的哭闹声。

多普勒实验室的首席执行官诺亚·卡拉福特说:“这是增强现实声音版。”卡拉福特最初为音乐家和常去音乐会的观众研发了这款精准的降噪耳机,现在,他开始将焦点转向普通人。据悉,首批耳塞将于2015年12月上市。

17.一只手就能穿上的鞋子:残障人士的福音

产品:耐克Flyease 8

购买渠道:nike.com

2012年,还是高三学生的脑瘫患者马修·沃尔泽在写给耐克公司的一封信中说:“我梦想着能去心仪的大学……不必担心每天得有人帮我系鞋带。”耐克公司从中嗅到了商机——他们可以创建一种全新的鞋子,定位于易于穿着和脱下,既可以提供给想让穿鞋更方便的普通消费者,也可以满足像沃尔泽这类有特殊需要的人。于是,耐克公司组建了一个设计团队。

今年,团队设计师不负众望,揭开了新鞋的面纱:Flyease8。这是一种勒布朗·詹姆斯系列篮球鞋,这种鞋的首席设计师托比·哈特菲尔德说,他们从“开关门”中得到灵感,设计出了一种单手穿脱鞋的机制。尽管这一设计仍有待改进,但目前已是佛罗里达海湾海岸大学大一新生的沃尔泽说,这双鞋子赋予他“独立感和成就感”。

18.智能煎锅:从此爱上厨房

产品:智能煎锅

公司:电路实验室公司

锅的温度有多高?什么时候该翻动一下锅里的菜?菜已经炒好了吗?如果你在烹饪一道不熟悉的菜,在做菜的过程中很可能会冒出一两个这样的问题,现在,我们有了答案,智能平底锅Pantelligent诞生的使命就是解决上面这些问题。

只要用户从配套的智能手机应用软件中选好菜谱,这种智能锅就会通过蓝牙和一种特殊的热传感器,在手机屏幕上实时发出指令,如此一来,用户就会确切地知道,如果想要三分熟牛排的话,什么时候应该翻面。

这款智能煎锅的使用步骤如下:1.用户打开应用程序,挑选想要烹饪的菜谱;2.依照菜谱所写的食材原料,检查是否已准备充足,然后点击“烹饪”按钮;3.手机App上将会显示锅的温度、油温、何时需要给食物翻面等步骤指导用户;4.用户只需要“傻瓜式”的听从智能锅的指令,乖乖等着美食做好上桌就行了。

联合发明者哈姆贝托·埃文斯和麦克·罗宾斯在麻省理工学院读书时有了这样一个想法,那时,埃文斯厨艺高超,而罗宾斯连煎个鸡蛋都够呛,但是现在,按照埃文斯的说法:“罗宾斯转眼就能做出一道酸豆柠香鸡排来。

食物会说话。”

这款智能煎锅已于2015年10月上市销售。

19.黑客球:可以踢的计算机

产品:黑客球

制造商:美国数字资讯公司多人制造

尽管目前社会对计算机科学家的需求不断,但多数美国人在童年时都学不到或者接触不到编码。纽约市一家数字咨询公司多人制造正尝试改变这种状况。

该公司推出的“黑客球”可与手机应用软件同步,用户可以通过编程改变它的闪亮方式和闪亮时间,接下来,查看这些软件在现实中会如何影响他们的生活。例如,在一个测试中,孩子给球任意设定变色的时间,然后就可以开始玩“烫手山芋”似的游戏。

该公司战略总监威廉姆·欧文表示,这款产品旨在让编码更具社交趣味,而不是单纯地在屏幕上介绍编码。

这款产品显然获得了广泛的拥趸。目前,已有2800人在支持这一项目,并捐赠了24万美元。首批产品于2016年1月正式出货。

20.Artiphon:人人都可以掌握的乐器

产品:Artiphon乐器1

制造商:Artiphon公司

大约70%的成年人希望能经常弹奏一门乐器,不过,实际上只有5%的人做到了,一个原因是,只选一种乐器太难了。现在,有了Artiphon,这就不是问题。它可以模仿数十种乐器——不仅是声音,还有演奏方式。用户既可以像弹吉他那样拨奏,又可以像弹钢琴那样敲击。

而且,用户还可以将声效和弹奏方式进行混搭,用弹拨方式发出鼓声。Artiphon公司联合创办人雅各布·戈登说:“我们正在开辟一条完全不同的通向音乐创意的路。”Artiphon公司已经通过众筹网站募集了130万美元资金。

21.互动玩具:可与小孩深入交谈

产品:CogniToys智能玩具

制造商:CogniToys公司

与前面几代“会说话的”玩具只会重复流行语不同,CogniToys这款智能儿童玩具可以与儿童进行实时的个性化对话,并且随着孩子不断成长,该玩具也会不断进化。

这一智能玩具刚了其第一代版本,玩具形态是一只绿色的可爱恐龙,搭载IBM Watson超级计算系统,可与5岁到9岁的孩子进行有意义的交谈。除了回答诸如“地球到月亮的距离有多远?”等普通问题外,这款玩具还可以连接WiFi,在孩子给出答案后继续深入交谈,并通过孩子的回答进行总结,从而帮助孩子磨练数学技巧并提出难度更大的问题。比如“2+2等于几?”“你能数到10吗?”等。

公司首席执行官唐纳德·库利奇说:“这是为了让教育过程显得‘酷而有趣’,这可能是有史以来最好的玩具。”尽管该玩具目前广受追捧,但该公司长期的目标是关注技术发展而不是玩具本身,最终的目标是建立各种各样智能玩具背后的“大脑”。

22.可过滤水的书:清洁水快到碗里来

产品:可过滤出饮用水的书

设计师:特丽·丹科维奇

全球现在约有6.63亿人没有洁净的饮用水,这在一定程度上是因为过滤程序既复杂又昂贵。然而,这种“可饮用的书”既不复杂也不昂贵,因为其拥有一套特殊的处理设备,这一设备由科研人员历时数年研制而成。

每一本书都印有两种语言,有滤纸,可减少造成致命的水传播的疾病。每一页都涂有银纳米粒子,其离子能杀死病菌,例如霍乱病菌、伤寒病菌、大肠杆菌等。在孟加拉、加纳和南非进行的测试表明,其可以杀死99%以上的有害细菌,使过滤后的水就如同自来水。而它的成本只有几分钱,目前算是市场上最便宜的,每张可以使用30天,每本书一人可使用长达4年的时间。

虽然仍需要进行进一步的研究以厘清这种书是否能过滤包括病毒在内的所有污染物,但研制者特丽·丹科维奇比较乐观。她说,她正与合作方商谈为试验提供资助并最终实现量产的事情。

23.海洋吸尘器:让垃圾跑到我的设备里

产品:海洋清理工程

设计师:20岁的荷兰学生博伊·史莱特

太平洋中部漂浮着大量的塑料垃圾,涉及面积比德克萨斯州还要大,并且在继续扩大。然而用网来打捞垃圾的常规清理方法既昂贵又费时。由20岁的荷兰“小鲜肉”博伊·史莱特提出的“海洋清理工程”计划制造一个100千米长的浮栅,造价约1500万美元。这一设备凭借洋流运动运转,因此可以节省昂贵的燃料费用,也可避免燃料污染。博伊在网站上解释称:“与其浪费燃料追着垃圾跑,不如让垃圾自己跑进我们的装置里。”2014年,博伊获得了联合国环境署颁发的地球卫士奖。

这个网状物的下缘在海平面下大约3米的地方,足以让鱼类绕过它。如果明年的试验成功,全面的清理行动将于2020年启动。内部估算表明,这个浮栅可以在10年内减少42%的垃圾。

24.TZOA穿戴式空气污染监测器:为你的健康保驾护航

产品:TZoA环境监测器

公司:TZoA穿戴式产品公司

篇13

目前,直线下降的成本和日趋成熟的技术已经为医疗服务提供者打开了通向远程医疗的大门。通过多种途径调整资源配置,加速医疗服务进程,不仅可以为那些医疗资源短缺、医生数目不足的农村和偏远地区带来医学专家,也可以使患者的家庭照护更为高效有力。

技术手段日趋成熟

借助于远程医疗,来自美国四个不同州的十几类医学专家能够虚拟到达俄亥俄冈州东北部一家小医院的病床旁。反之,威斯康星州北部的一家地区医院也可以将其专业覆盖面拓展到几小时车程之外的五家偏远地区定点医院(Critical Access Hospitals)以及其他医疗机构。现在,一名偏远地区定点医院的护理人员在等候高级别医生到来之前,可以在几秒内先将一位急诊科医生邀请到计算机屏幕前。

Aspen Advisor公司的医疗保健顾问 Fran Turisco女士表示,从上世纪九十年代初期开始,一些视频和监控技术就已经被设计应用于临床医生、患者和其他医疗专业人士之间的沟通联系中,不过那时的设备大多笨重复杂,导致项目实施较为困难。在十二年前,那些技术上的障碍曾是巨大的问题,而现在这些问题已经逐渐消除。

目前,美国的医疗产业正在从单纯的因治疗突发的疾病而收费逐渐向以预防和简化医疗问题为基础的支付原则过渡,在医疗产业进行这种商业模式转变的同时,远程医疗技术也日趋成熟。医疗机构的管理者在考虑以新模式为目标的投资决策时,也必须考虑到按服务收费的问题。有专家认为,远程医疗是为数不多可以达到两全其美的投资之一。逐渐强调技术网络的新目标以及围绕其的建设进程,将有助于对支付原则的进化演变进行管理。Camden Group旗下的医疗保健咨询公司执行副总裁Laura Jacobs表示,远程医疗将随着医疗服务流程的改变而不断发展进化。Jacobs认为,对于董事会成员来说,问题不在于是否要利用远程医疗,而在于目前按服务计费和倡导可负担医疗的环境之下,应该如何利用这一工具。她指出:“一个颇为关键的问题是我们要将自己拥有的资源置于何处,我们的机构将如何对其进行部署。”

架设桥梁连接彼此

Grande Ronde医院是俄勒冈州的一家偏远地区定点医疗机构。五年前该医院作为辐射机构之一,参加了一个由财政拨款资助的项目。该项目将农村地区的若干个小医院连接到爱荷华州博伊西的Saint Alphonsus 地区医疗中心,该中心拥有较强的专家团队。Grande Ronde的患者医疗服务执行理事Douglas Romer介绍说,这种中心-辐射型模式使他们能够利用中心机构提供的专家资源,但是随着对技术的逐渐熟悉,在董事会的支持下,Grande Ronde医院逐渐超越了中心机构,建立了自己的网络。

这一网络已经逐渐发展到18个不同项目,提供从华盛顿瓦拉瓦拉地区的肿瘤学家和皮肤病学家,到博伊西的心脏病学家,再到波特兰的神经病学家等的访问通道。这些远程专家的“面孔”会显示在一种高度自动化的机器人上,而这种机器人可以进入当地医生和患者的房间,使他们之间不仅能够进行面对面的交流,还可以利用专业的摄像头和数据传输设备对患者进行检验、交换图像和实验室结果,并对电子健康档案中的信息进行分析预测。

据悉,Grande Ronde医院距瓦拉瓦拉90英里,距博伊西170英里,距波特兰更是有260英里之遥,医院通过远程医疗来连接数百英里之外的医疗机构,避免了昂贵的患者转移费用,同时此前需要几小时甚至几天的时间才能获得的紧急或日常的医疗干预也被缩短到几分钟,医院董事会主席Lynn Harris表示,这使医院能够在当地完成医疗保健服务,这一点无论是对患者还是对医院来说都非常重要。

对于服务区域非常广泛的医疗系统来说,远程医疗的另一个优势还在于,通过远程医疗将允许旗舰医院的专家有更多的时间工作,而不必将时间浪费在往返于系统分支机构的频繁旅行上。

位于威斯康星州沃沙地区的非营利性的社区医疗系统Aspirus,其网络中包含临近地区的两家偏远地区定点医院,以及密歇根州上半岛的三家医院。Aspirus负责信息技术的副总裁Jerry Mourey介绍,使用远程医疗网络,依靠当地医生协助进行患者评估,专家通过高分辨率的电视屏幕就能够对患者进行随访。如果这一网络没有到位,在很多病例中专家都需要亲自去随访,将大量时间浪费在不能进行医疗服务的旅途上。这只是网络在临床和实践中应用的例子之一,此外,通过该网络还可以监测患者在家中的生病体征情况。

除了充分拓展医疗专家的专业特长,远程医疗还可以帮助医院实现其基本需求。位于南达科他州苏福尔斯地区的Avera医疗集团拥有27家医院,目前,该机构的电子-急诊中心业务已经运行了三年,该业务将集团的旗舰医院与北达科他州、明尼苏达州、爱荷华州、内布拉斯加州以及怀俄明州等地的50个急诊室相连接。除了五家急诊机构属于友情连接之外,其余所有急诊室都位于偏远地区定点医院,其中接近一半是签有合约的非Avera机构。随着访问需求的激增,项目中的机构数目将在几个月内增长到60家。此外,该集团的另一个大型远程医疗项目是电子药房,已经有40多个机构参与其中,该项目将向没有专职药剂师的医院提供24小时的药品订购服务。

偿付制度有待完善

伴随技术的不断发展与完善,与传统的面对面诊疗形式相比,远程医疗开始日益为人们所接受。通过远程医疗提供的服务,也将更有可能由政府和商业(保险)支付者来偿付。然而根据美国远程医疗学会首席执行官Jonathan Linkous介绍,目前针对远程医疗的偿付仍然在很大程度上与医疗服务提供者和患者所在的区域,以及提供服务的类型有关。举例来说,传统的按服务付费的联邦医疗保险计划只针对大城市区域之外的患者进行报销,而且有特定医疗机构和特定诊断编码的限制。不过,Linkous表示,尽管支付障碍尚未完全克服,但是在过去几年中医疗机构对远程医疗的应用仍然有了大量增长。

在那些被认定为医疗专业人员短缺的区域,联邦医疗保险计划将会对在患者照护中的远程医疗服务进行偿付。Aspirus集团负责急诊后照护的副总裁Jean Burgener认为,联邦政府肯定会认识到特别照护服务最终将减少医疗保险体系下长期成本的积累,所以远程医疗的最佳支付者是医疗保险计划。