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基于触感仿真技术的虚仿医学临床操作教学平台

成果类型:: 软件著作权

发布时间: 2022-10-14 14:05:05

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:江西省南昌国家高新区| 张敏冬 | 2022-10-20 15:37:12

传统VR技术受限于单一视觉,在人机交互方面功能薄弱。触觉仿真是当前国内外学术攻关的热点,触觉与视觉相结合能让VR不仅看得见而且摸得着,拓展VR功能倍增VR市场。本项目旨在研发一款用于虚拟医学临床技能操作训练的触觉加视觉虚拟仿真操作平台。在医学教学领域,传统VR产品只能实现信息类知识的视听展示,不能进行操作技能的交互训练,其应用范围因而受限。本产品将能真实再现手术操作的每一环节,提高教学质量,缩短医学生培养周期,解决“医院好建医生难招”的社会痛点。本项目还将涵盖远程医疗、机器人手术等领域,为解决医疗资源不平衡贡献重要力量。

1、综合承载多种类高技术产品。本操作平台将承载:沉浸式全景立体显示、力触觉反馈机械臂、力反馈终端效应器、肌体压感模拟台、空间动态手势实时检测等多项高科技产品,为所有模块提供运行算力和协同控制。2、算力集成与资源整合。本平台不仅需要在物理空间上对不同模块进行集成整合,同时还要负责对所需算力进行综合集成和整体硬件资源整合调度,从而减小系统整体对硬件配置的要求,降低设备成本。

当前,对于虚拟现实技术而言,不断优化和完善的图形算法及其软件已经能够惟妙惟肖地模拟三维虚拟场景,而人们对“可望而不可及”的不满又促使了近年来要求虚拟环境不仅提供真实的视觉反馈,还具有力觉再现和力觉交互的功能。实验心理学家Treicher通过大量的实验证实,人类获取的信息83%来自视觉, 11%来自听觉, 3.5%来自嗅觉, 1.5%来自触觉,1%来自味觉”。在人类认识客观世界的过程中,触觉是实现人与环境直接作用的必须媒介。在进化史上,触觉是最早产生的感觉,触觉与人的关系更为密切,利用它进行生物反馈能取得更好的效果。随着虚拟现实技术在外科手术仿真、遥操作机器人控制、教育、科学数据可视化、虚拟制造等领域的应用,人们逐渐意识到力/触觉信息的反馈具有广泛的应用前景,力/触觉模型及再现技术研究对于虚拟现实技术中临场感程度和交互性具有十分重要的现实意义。

南昌嘉研科技有限公司是一家高科技研发型小微企业,创始人为清华大学设计科学博士林嘉。公司成立于2016年4月,主营业务是提供各类高科技新产品的技术研发服务。公司承接项目涉及智能体育、机器视觉、虚拟现实等多个领域,技术范畴覆盖机械、电子、嵌入式、互联网、软件、人工智能等众多专业,具有极强的自主研发和综合创新能力。目前嘉研已获9项国家发明专利和3项实用新型专利授权,同时还有6项专利正在实质审查阶段,公司的业务量正以每年超过50%的增幅快速成长。嘉研公司秉承清华大学“自强不息、厚德载物”的校训精神,结合跨学科的专业背景,坚持以人为本的团队文化,响应国家创新创业号召,全力打造专业技术输出平台。

力触觉模拟对于VR产业具有重要的意义,能有效扩展VR产业的覆盖领域和市场规模。本产品现已初步完成市场调研,预计将在一年内完成产品化开发,并实现小批量试制和本地市场投放,次年将进行规模化生产和大范围市场推广。

通过自主研发,组建研发团队,对用户进行调研,查阅文献了解市场需要,解决项目中的技术问题,确定项目总体方案设计,配置相关仪器设备,确保项目按计划进度实施。同时定期进行各项试验,改进技术方案及技术指标,完善工艺,规模生产。投入市场建立和完善市场营销网络。