科创中国

行业领域

新一代信息技术产业,人工智能

需求背景

仿真实验室是由机能学、诊断学、形态学、解剖学等基于计算机虚拟现实和仿真技术的网络化虚拟实验与教学系统。<<医学仿真实验室>>分为虚拟实验和虚拟教学两大模块，虚拟实验采用人机交互的方式实施实验，具有过程仿真、虚拟现实、三维动画、智能语言特点；虚拟教学可根据教学需求定制实验，通过系统的动态开放性实施交互教学，内建的题库系统，提供在线自测自评功能。

需解决的主要技术难题

技术参数:　　1、采用网络化的体系结构（C/S结构），可以直接连接到校园网或Internet网络上；　　2、具有完整的知识结构，包括：三维实验室浏览、实验基础知识介绍，实验动物介绍，实验设备和实验器械介绍，模拟实验操作过程，模拟实验波形操作等;　　3、实验基础知识包括生理、药理、病生、机能、信号采集系统，传感器、实验室常用试剂等方面的知识　　4、实验仪器介绍包含新不低于20种生理药理仪器介绍，包含镇痛类、抗焦虑类，疲劳类，心血管类药理设备以及行为学实验仪器设备，介绍方式为3D动画和录像;　　5、包含生理、药理、病生、人体实验以及综合性实验的各类大型经典实验项目,数量达90个　　6、客户可根据自己的实验项目增加虚拟实验,可对药品特性进行编辑,;　　7、生理实验项目：刺激强度与肌肉收缩的反应关系、刺激频率与肌肉收缩之间的关系、神经干动作电位的引导实验、神经兴奋传输速度的测定、神经干不应期的测定、减压神经放电、膈神经放电、大脑皮层诱发点位、离体蛙心灌流、期前收缩与代偿间歇、心肌细胞动作电位、家兔血压调节、家兔呼吸运动调节、尿生成的影响因素、消化道平滑肌生理特性　　8、药理实验项目：药物对动物学习记忆的影响、酸枣对小鼠的作用、安定的抗惊厥作用、的镇痛作用、对实验大鼠脚趾肿胀的抗炎作用、苯海拉明药效实验、神经体液因素及药物对心血管活动的影响、药物急性毒性实验、药物半衰期的测定、给药剂量对药物血浓度的影响、给药途径对药物血浓度的影响、药物在体内的分布、肝肾功能状态对药物血浓度的影响、多次给药对药物血浓度的影响　　9、病生实验项目：急性心力衰竭、心率失常、急性缺氧、急性失血性休克、急性高血钾症　　10、人体实验项目：人体指脉信号的测定、人体全导联心电信号的测定、ABO血型的测定、人体前臂肌电的测定、人体握力的测定、人体心音图的记录和测定简介　　11、综合实验：家兔呼吸运动调节、影响尿生成的因素及药物、神经体液因素及药物对心血管活动的影响　　12、每个实验项目包含实验简介，实验原理，实验录像，实验模拟操作以及实验模拟波形5个方面的内容　　13、实验项目中的波形模拟可以和动物的反应同步，比如在刺激强度与反应的关系实验中，波形上的变化和蟾蜍腓肠肌的收缩反应应同步表现,波形模拟高度逼真，比如对血压波形的模拟要表现出心室收缩与心房切迹，还要表现出叠加在血压波形上的呼吸波形（二级波）　　14、进行各种药理学参数的计算，比如PA2，LD50，半衰期等，使学生在进行药理学实验的同时理解各种药理学参数的意义及计算方法，帮助学生建立科研的思维能力　　系统具有开发性，用户可以将自己的实验图片，实验录像，实验原理和操作的文字加入到系统中，从而扩充系统的适用性　　15、新版本增加了常用的药品的虚拟配置,如:生理盐水的配置,品的配置等　　16、包含机能实验考试功能， 加入了11 个模拟实验的考试评分系统，学生可以进行模拟步骤的考试测验

期望实现的主要技术目标

模拟人体各种情况下的运动状态，在这些状态下意外跌倒后，对人体关键部位的保护区域；模拟人体各种情况下的运动状态，在这些状态下意外跌倒后，对人体关键部位伤害程度的数据采集、分析。

需求解析

解析单位：广东省广州市 解析时间：2024-01-17

柯锐鹏

广州市科学技术协会

部长，博士

综合评价

此描述已足够清晰以便于专家进行需求跟进，仿真软件：仿真实验室需要具备一套完整的仿真软件系统，能够支持各种不同类型的仿真实验。这些软件应具备功能强大、易于操作、稳定可靠等特点，并且能够满足实验室的多样化需求。 硬件设备：仿真实验室需要配备一系列的硬件设备，包括高性能计算机、图形处理器、物理模型实验设备等。这些设备应能够满足实验的需求，并且具备较高的运行速度和稳定性。 网络环境：仿真实验室需要具备良好的网络环境，能够支持实验数据的传输和共享。此外，还应具备安全可靠的网络保护机制，保障实验数据的安全性和机密性。 教学资源：仿真实验室需要提供丰富的教学资源，包括实验案例、实验指导书、教学视频等。这些资源应能够帮助学生更好地理解和掌握相关知识，并能够与实际实验紧密结合。

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解析单位：广东省广州市 解析时间：2023-08-16

柯锐鹏

广州市科学技术协会

部长，博士

综合评价

此描述已足够清晰以便于专家进行需求跟进，建立一个虚拟仿真实验室，可以模拟人体各种情况下的运动状态，在这些状态下意外跌倒后，对人体关键部位的保护区域；模拟人体各种情况下的运动状态，在这些状态下意外跌倒后，对人体关键部位伤害程度的数据采集、分析。有助于学生学习并检测自己的学习成果。

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解析单位：“科创中国”大数据与新一代信息技术产业科技服务团（中国指挥与控制学会） 解析时间：2022-09-13

赵玉新

哈尔滨工程大学智能科学与工程学院

院长

综合评价

操作系统是最具全球化特征的款件产品，全球范围内只有极少数的几个巨头玩家。 所谓技术国产本身就错误理解了现代技术发展规律，我们真正需要的是一个国际化的本土企业主导，才能开发出一个具有世界级影响力的国产操作系统和生态，放眼国内似乎只有华为。Lux内核由全球各地技术人员开发和维护，并不属于任何国家。微软、谷歌、苹果等国际化巨头也是来自世界各地的工程师们共同开发，它们的国际影响力使得它们的产品普及全球。因此，我们真正需要的是一个国际化的本士企业，只有这样的企业才能拥有全球的人力资源来进行技术研发，全球的市场来销售产品，以及全球的影响力来培植一个生态体系。没有这样的企业生导，我们无法打造一个世界级的国产操作系统。 操作系统作为应用生态的控制者，世界级操作系统无一例外都建立完成了统一的技术体系（从软件开发包到软件应用服务）和配套的商业模式，这也是鸿蒙系统必须要建立亮成的根据公开数据和我们测算，2025年中国10T设备连接数120亿个，鸿蒙渗透率将非线性增长，相对保守假设鸿蒙2025渗透率20％，测算2025年鸿蒙硬件市场空间1308亿元，软件市场约为硬件的25％，总市场规模约为1700亿元。

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解析单位：“科创中国”大数据与新一代信息技术产业科技服务团（中国指挥与控制学会） 解析时间：2022-09-13

邓宏彬

北京理工大学机电学院

副教授

综合评价

医学机能仿真实验室是以VBL-100虚拟实验室系统为基础建立起来的.目前该仿真实验室已经能够模拟大部分生理学实验项目,每个实验均由仪器介绍,实验原理,手术操作,模拟仿真和实验测试等部分组成.该仿真实验室的建立极大地降低实验成本,对真实实验具有补充价值,能够辅助理论教学,提高实验室开放率,丰富网络教学,并成为展示我校实验教学成果的重要平台.但该仿真实验室还存在一定问题,如实验项目还未实现全覆盖,人机对话不足,实验效果评价不够客观深入等,这将在以后工作中逐步完善.

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