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虚拟生理人体建模与仿真关键技术研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
本文总结了我国虚拟生理人体研究及医学应用所面临的重大机遇与挑战,围绕医学、基础生物学、数学、物理与计算机等多学科在虚拟生理人体领域的交叉研究,对多维度生理学与病理学信号数据的定量获取、器官生理与药理微观尺度建模、器官几何物理与宏观生理建模仿真、基于虚拟生理人体的医疗器械研发应用等方面所取得的主要进展和成就进行了综述,在此基础上,凝炼了该领域未来5～10年的重大关键科学问题,探讨了相关前沿研究方向的发展目标,提出了科学基金的资助战略建议。 相似文献
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人体器官芯片是一门新兴的前沿科学技术,也是一门典型的多学科交叉汇聚技术,对人类健康和生物产业发展具有重要战略意义,吸引了来自政府、科学界和产业界的关注,被2016年达沃斯世界经济论坛列为"十大新兴技术"之一。人体器官芯片指的是一种在载玻片大小芯片上构建的器官生理微系统,包含有活体细胞、组织界面、生物流体和机械力等器官微环境关键要素。它可在体外模拟人体不同组织器官的主要结构功能特征和复杂的器官间联系,用以预测人体对药物或外界不同刺激产生的反应,在生命科学和医学研究、新药研发、个性化医疗、毒性预测和生物防御等领域具有广泛应用前景。文章概述性介绍了人体器官芯片的起源、国际发展态势和研究进展,并对其面临的挑战和未来发展趋势予以展望。 相似文献
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心血管疾病是全球自然死亡的头号杀手。心律失常一直都是心血管疾病致死的一种主要形式。随着实验和临床数据的积累、非线性动力学的理论应用、计算机算法的优化和算力的提升,通过建立生理生化层面精细的心脏电生理数学模型,开展生理及病理条件下高性能计算仿真已成为探究心律失常机制的一种有效技术手段。本文简要介绍了造成心律失常的几种典型机制,回顾了心脏电生理建模仿真的发展过程并指出了目前面临的主要挑战,包括如何更系统深入地理解心律失常这一可激发介质上多尺度多物理态的复杂时空行为,如何运用电生理建模仿真辅助抗心律失常特效药物研发以及完善一般性药物的心脏安全评估。针对以上的挑战,本文提出如下研究建议：发展计算上可行的多尺度群体化心脏电生理数学模型;进行基于药物与蛋白/离子通道相互作用的虚拟抗心律失常药物靶点的筛查;建立一般性药物心脏毒性检测的虚拟仿真平台。通过深度结合实验和临床数据发展高性能多尺度群体化的心脏电生理虚拟仿真,有望进一步发掘多学科交叉的研究潜力,推动心脏病学发展。 相似文献
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基于HLA的分布式虚拟维修仿真研究 总被引：1，自引：0，他引：1
利用虚拟现实技术仿真维修工作逐步成为维修工程领域一个重要研究手段，针对维修活动中存在协同交互工作的需要，本文以进行虚拟维修活动作为仿真平台，结合高层仿真技术HLA的基础框架，探讨开发分布式虚拟维修仿真系统，目的为提高维修活动仿真的控制性和灵活性以及便于各种分析评价工作的开展。阐述了分布式交互仿真技术和虚拟维修仿真，对分布式虚拟维修仿真平台框架、仿真对象模型和系统数据管理进行了分析。 相似文献
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个性化虚拟学习社区实现了学习者个性化自主学习的目的,对现代远程教育具有重要意义。提出了构建个性化虚拟学习社区的技术路线,研究了虚拟现实技术、门户技术和网络爬虫等关键技术在构建个性化虚拟学习社区中的应用。 相似文献
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心律失常是一类严重威胁人类生命安全的心血管疾病,其机制复杂,临床治疗亟待改进。当前虚拟电生理仿真模型整合离子通道电生理特性、动作电位、体表心动图等基础研究数据,对心电活动和心律失常机制的阐释有了长足的进步,但与真实人体心电活动仍存在一定差异。本文结合基础与临床最新研究进展,提出将离子通道β亚基、细胞器和亚细胞结构等调节心电活动的数据以及基于人类iPS衍生的心脏类器官获取的心电数据纳入心电模型构建的策略,从微观和宏观多尺度更新、完善和验证虚拟心脏电生理模型,并提出通过分子对接结合心电仿真模型筛选、评估靶向治疗心律失常药物的思路。 相似文献
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在虚拟手术系统模型中,特别是脑外科手术中,由于背景图像色彩的非规则性和非均匀性,导致对脑部损伤区域的手术入刀切割点的定位不准,影响手术精度和效果。传统方法采用损伤区域差异特征信息提取方法实现入刀点定位,对脑部特征二维灰度图片缺陷边界的定位效果不佳。提出一种基于背景差分法的虚拟手术损伤区入刀点定位算法,构建了虚拟手术的总体结构模型,将背景图像和人体软组织目标图像划分为多个子块,基于直方图选择阈值对差分图像序列进行二值化,得到高斯虚拟人体器官解析模型。设计医学图像分割算法,采用背景差分技术确定手术器械与软组织发生碰撞的激励因子,快速获取碰撞点,实现对虚拟手术入刀点的准确定位。实验结果表明,采用该算法实现虚拟手术系统设计和图像重构,对手术过程中器官损伤区域切割入刀点定位准确,性能优越,视景效果较好,计算时间缩短,精度提高。 相似文献
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[研究目的]基于技术研发与基础研究的关联挖掘技术领域前沿主题,对于促进基础研究成果转化具有重要意义。但是现有技术领域前沿主题预测或者来自专利或者依据文献分析,存在基础研究与技术研发的脱节。[研究方法]以专利代表技术研发成果,通过专利的非专利引文建立技术研发与基础研究的关联关系,并提出一种综合考虑专利引用基础研究成果时滞及专利科学循环周期预测技术领域前沿主题的方法。[研究结论]研究结果显示:a.可基于技术研发成果集中引用基础研究成果的时滞区间,通过基础研究成果主题预测技术领域前沿主题;b.中国农业技术领域前沿主题包括种质资源发掘保存与创新、畜禽健康养殖与疫病防护、环保型肥料创制等;c.中国材料技术领域前沿主题包括智能材料与结构制备技术、高温超导材料与制备技术;d.中国能源技术领域前沿主题包括大规模输配电和电网安全保障、可再生能源低成本规模化开发利用、氢能及燃料电池技术等;e.中国网络信息技术领域前沿主题包括传感器网络与智能信息处理、智能感知技术、信息安全保障技术等;f.中国制造与工程技术领域前沿主题包括极端制造技术、数字化与智能化设计制造。 相似文献
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在分析Web 3.0与虚拟社群交互的基础上,通过复杂科学管理理论从虚拟社群交互的基础、前提、诱因以及交互网络的多极互动、耦合关系几个方面对基于Web 3.0的虚拟社交群体交互网络进行研究,进一步提出虚拟社群的多极交互网络结构模型并进行仿真检验,得出多极互动下的局部网络与全局网络具有的特性,为虚拟社群交互网络的认知提供一种新的视角。 相似文献
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生物材料学和与其相关的生物医学工程将是二十一世纪的领衔前沿学科之一，是应用科学的核心学科。现代生物材料的核心是生物医学科学和材料科学的交叉融会，是将分子生物学的理论与技术渗透于材料科学研究的全新挑战。人体的医学治疗要求也为生物材料的研发引入了人体组织工程学、植入性人工器官、生物感应装置、仿生智能装置、生物医学光子技术等广泛的生物医学工程领域的应用， 相似文献
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从医学图像构建人体解剖结构的多组织体网格模型是目前生物医学工程领域的一个研究热点。这方面的研究在计算机辅助诊疗和虚拟手术仿真等方面有广泛的应用前景。本文简要介绍了基于医学图像的多组织体模型重建技术的意义和发展前景,重点阐述了该技术的发展现状和相关应用。 相似文献
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[目的/意义]作为科研人员知识获取、交流与利用的重要场所,虚拟学术社区资源具有数量多、价值高等特征,探索智能问答服务在社区的理论、方法与应用,对推动学术资源高效检索与利用,促进知识服务创新具有重要意义。[方法/过程]梳理虚拟学术社区研究现状与目前知识服务存在的不足,联合双向长短期记忆网络(BiLSTW)、文本相似度等技术作为支撑,基于注意力机制的CNN的智能问答方式构建学术社区内资源的智能问答模型,增加注意力分支以抽取细粒度特征,提高检索速度,提升科研效率。[结果/结论]智能化技术的应用实现学术资源的深度聚合,实现传统信息交互与智能化新技术的协同发展,提升了学术资源利用率,扩大信息资源共建共享。 相似文献
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<正>近年来,随着我国虚拟现实技术的越发成熟,越来越多的场所与领域开始对其进行全面利用,从而实现自然方式和虚拟环境的相互操作,改变以往"身临其境"的需要,对于景区宣传、建筑群导向以及公共场所游览等工作具有非常大的意义,属于现代信息技术不可或缺的一个重要组成部分。而在现实工作上,设计人员需要利用图像图形等技术构建三维模型,从而实现虚拟场景。本文主要从三维建模技术、通过图形实现建模、通过图像实现虚拟建模以及图形与图像的混合建模等技术层面进行思索,希望通过浅陋的办法为相关人员的三维建模提供一份参考办法。 相似文献
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虚拟实验是指应用多媒体技术和虚拟技术来仿真实际物理实验的计算机应用系统。随着通信技术和虚拟现实技术及相关技术的不断发展,虚拟实验的出现克服了传统远程教育的局限性,它将为学生提供一种协作式的、个性化的自适应实验环境。本文对数字电路虚拟实验系统的构建进行了探讨,提出了将虚拟实验与实际应用结合起来进行远程实验教学的可行性。 相似文献
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为满足数字化背景下的个性化学习需求,建立多层次、阶梯式的基础医学虚拟仿真资源结构,转变教学模式,推动“以学生为中心”的自主学习生态的形成。建设基于临床案例的功能数字人虚拟仿真项目,将基础与临床融合,引导学生应用基础知识分析临床问题。完善虚拟仿真平台课程化学习与形成性评价功能,优化“形成性评价、持续改进”多维评价体系。最后,探索跨校、跨地区的虚拟仿真实验教学项目共建共享机制,实现平台运行可持续发展。新的基础医学虚拟仿真实验教学体系提升学生知识应用与迁移的能力,解决基础与临床实践的认知差距,形成实验教学“学习—评价—反馈—改进”的闭环联动考核体系,极大地满足“虚实结合”的教学体系化应用及个性化学习需求。 相似文献
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虚拟物流中心与虚拟供应链的建构 总被引：2，自引：0，他引：2
虚拟物流中心以虚拟生产为基础,构建虚拟企业;建立企业功能交换市场,使得企业生产更具柔性化与消费者个性化;建立信息链控制的多端口、多层次平行运作的矩阵型虚拟供应链,充分集成资源、功能和技术,充分发挥信息流对实物流的监控作用,实现基于网络的虚拟物流运作模式,以减少多重运输、多重中转等不经济现象,从而完成了虚拟供应链的整体建构。 相似文献