虚拟现实与增强现实技术

三、虚拟现实与增强现实技术

虚拟现实(virtual reality,VR)技术是利用计算机创造一个虚拟空间后,用户通过虚拟现实眼镜屏蔽视觉等感知上的外部真实环境,完全沉浸在一个虚拟的合成环境中。增强现实(augmented reality,AR)技术能够把虚拟信息融合到现实环境中,实时计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型等信息,将现实世界丰富起来,构建一个更加全面、美好的世界。作为虚拟仿真技术,VR和AR在休闲娱乐领域得到了广泛的应用,在大型商场中有不少VR/AR的视频游戏或3D游戏厂商在做推广。此外,其在医疗手术模拟、军事演习、建筑设计等领域也起到了革新的影响。同样地,在智能养老概念中,VR和AR可以提供一定的服务并有很大的潜力。

(一)提高养老质量

对于那些无法旅行或参与家庭活动的老年人来说,真实世界是很小并且沉闷的。但是通过VR技术,他们可以在某种程度上逃离这种孤立感。以VR技术为支点,多家互联网技术公司为老年人提供虚拟化影像服务,让老年人的精神世界不再局限于小小的养老院或病床上(见图12-9)。

图12-9 老年人使用VR技术

现在的VR/AR技术能提供的养老服务技术支持通常包括以下几个层次。

休闲:包括将老年人记忆中的美景或未知世界的场景等进行虚拟化后,给予老年人最真实的体验。让在养老设施中的老年人享受虚拟世界中的阳光、沙滩与海浪,放松自我。

社交连接:老年人的孤单感大部分源自于缺少子女亲人的陪伴,尽管通过电话和视频交流能够拉近人与人的距离,但AR技术能将亲友立体化地展示在老年人面前,面对面的交流更加真实可触碰。

促进运动:VR技术不仅帮助老年人进行大脑锻炼,而且也帮助老年人进行身体锻炼。丹麦的一项研究项目希望为老年人提供数字锻炼的体验。在健身单车前放置一块大型电视屏幕,老年人在进行踏板运动时,可以根据不同的运动输出观看各种虚拟景观。参与该项目的老年人的健康水平都有所提升。

减轻病痛感:一些研究证明,将患者沉浸在VR中可以刺激病患的大脑,通过去除其他的分散注意力的事物,可以重新激活一些神经回路,或者VR可以作为分散对混乱和痛苦的注意力的工具,这对肢体常发生疼痛的老年人是一种福音。

(二)辅助疾病治疗

澳大利亚墨尔本的两家老年护理机构Mercy Health Lifestyle Chinic和Karren Gooding最先引进了VR技术,应用于脑卒中幸存者以及多发性硬化症(multiple sclerosis,MS)患者的护理中。另外,VR技术可对一些老年痴呆症患者起镇静作用,让老年痴呆患者摆脱孤独,变得愿意与人沟通,同时还能唤醒了一些患者遗忘的记忆,用于治疗老年痴呆症。

对于老年人高发的心脑血管疾病,VR技术可以对心脑血管进行建模,帮助医生更好地了解患者的患病情况,以制定治疗方案。在进行手术前,可以进行手术的模拟仿真演练,确定手术中的关键节点所采用的手术参数。

另外,在癌症精准医疗研究过程中,也可以应用VR技术促进研究的发展。美国纽约市威尔康奈尔医学中心的研究人员在Oculus头盔中开发了一个新的程序,让用户看到微观蛋白质的3D模型并与其进行交互,以更好地理解癌症基因突变的状况。在设计新的癌症治疗方案时,对癌细胞的3D模型构建能够提供对化疗药物的形状、大小和性质选择的决策支持,这可对肺癌、结直肠癌等老年人高发癌症的精准治疗研究有所助益。

(三)领域展望

在未来,带有VR和AR技术的眼镜或隐形眼镜会再一次变革我们的通讯设备、办公设备、娱乐设备等,也会对老年人的正常养老或疾病救治过程起到重要的作用。我们不再需要电脑、手机等实体,只需在双眼中投射屏幕的影像,即可创造出悬空的屏幕以及3D立体的操作界面,几千千米外的亲朋好友可以立即面对面对话;一挥手的瞬间,我们就可以完全沉浸在另一个虚拟世界,喝一杯茶、望一片海,甚至是体验另外的千万种人生

当然,生物医学数据可视化领域的重要发展趋势和突破难点将是如何在技术上改善人机交互,通过软硬件改善和手势创新,实现虚拟现实与医学领域的结合。与人工智能一样,该方向要面临的挑战是如何利用可视化技术,为更广大的医疗健康领域用户提供帮助与服务。除了视觉之外,其他感官(如触觉、听觉等)之上的VR与AR技术也有待开发。

【专家共识】

“互联网+”和人工智能是医疗养老服务从传统模式向智能化迈进的颠覆性推动力量。养老信息化以老年人生活中的各种数字养老服务终端和数据采集设备为基础,利用互联网、移动通信网、物联网等手段建立系统服务与互动平台,通过整合公共服务资源和社会服务资源来满足老年客户在安全看护、健康管理、生活照料、休闲娱乐、亲情关爱等方面的养老需求,从而为广大老年人群体提供便捷新型的养老解决方案,全面提升中国老龄化社会下的养老医疗服务能力和全面健康水平。

(李劲松)