生物仿真技术范例

【摘要】食品微生物学实验是培养学生动手操作能力培训的一门非常重要的专业基础课，但是传统的食品微生物实验存在实验教学内容及教学手段单一、课时利用率不高等局限。文章分析传统食品微生物实验教学的局限，探讨现代虚拟仿真技术在食品微生物学实验教学中的意义及不足，为食品微生物学的虚拟实验仿真技术的开发提供参考。

【关键词】食品微生物学；实验教学；虚拟仿真

食品微生物学是食品类专业学科的专业基础课，具有很强的实践性，对培养学生动手操作能力、独立思考能力及综合解决问题能力有着举足轻重的作用。在目前的高校食品微生物学课程建设中，重视实验教学、实验比重大是其教学的一个特点。但如何高效运用实验教学，提升大学生创新能力和科学素质，成为了亟待解决的研究课题。虚拟仿真技术是以计算机软件和硬件技术为基础，综合三维计算机图形技术，广角立体显示技术，对观察者头、眼、手的跟踪以及信息反馈互动，形成集图像、动画、声音为一体的虚拟现实世界的技术[1-2]。近年来，随着互联网技术的发展与普及，虚拟仿真技术越来越商业和普遍化，逐渐运用到很多领域[3]。其中，将虚拟仿真技术运用到传统实验教学中，是实验教学改革的一项重要内容。利用虚拟仿真实验教学技术，可以帮助学生在开放、自主、快速的虚拟实验环境中，体验到高效、安全且经济的实验操作过程[4]。对于实验周期长、操作准备复杂或实验安全性难以满足的食品微生物实验教学项目来说，虚拟仿真实验教学可克服传统实验教学的不足，利用现代信息技术的优势，提高实验教学的效率。

1食品微生物实验教学主要存在的问题

从我校近几年食品微生物学实验课程的开设及执行情况来看，通过不断的教学总结和反思，食品微生物实验教学主要存在以下问题：

1.1实验教学内容单一。食品微生物学作为一门实践性学科，更加强调的知识的应用而非记忆。在我校，食品微生物学实验课时比例占总学时的50%（理论学时和实验学时各32学时），实验课时的设置比例非常高[5]。从目前实验课的开课内容来看，主要借鉴其他农林和工科院校的开课经验，在符合我校和我院的基本情况的基础上，选择了几个基础实验开设，如培养基的配置、革兰氏染色、菌落总数的测定、大肠菌群的测定及微生物细胞计数方法等基础操作实验内容。但是，对于食品科学专业学生而言，一些关于微生物在食品生产上的应用类的实验很难开设（如利用酵母菌发酵生产酒类；微生物在传统食品，如豆瓣酱、腐乳、醋、发酵火腿等生产中的应用；工业生产上微生物的在线控制；食品致病菌的检测）。再者，因食品微生物实验耗时较长，操作易污染，失败率较高等原因，限制了食品微生物综合性和探究性实验的开展。实践应用是食品微生物学作为一门应用学科区别于基础微生物学的最本质的特征，传统的实验教学内容的设置在注重实践能力培养方面显然存在不足。这一情况在其他院校，特别是工科基础相对薄弱的医学院校的食品微生物学实验的开课过程中非常普遍。

1.2实验教学手段单一。目前，传统的食品微生物学的实验教学的教学方式在激发学生兴趣方面，也有不足。实验内容的开设多以基础验证性为主，绝大多数学生对老师的讲解及实验指导书非常依赖，只会严格按照实验指导书的步骤一一操作，实验报告的撰写也是千篇一律，不会主动分析实验结果产生误差的原因，不能深刻理解实验的目的与意义。有的学生甚至利用实验时间，不认真做实验，悄悄完成实验报告，实验结果完全依靠理论知识来简单推理，而不是客观真实地反应实验现象[6]。这类实验课程的开设，对提高学生的实验操作能力、创新能力的培养不利，亦会造成实验资源的巨大浪费。

摘要：以中国知网检索的相关文献为研究对象，借助Citespace软件绘制医学领域虚拟仿真实验研究知识图谱。识别出虚拟仿真医学方向、医学虚拟仿真实验教学改革、医学实验虚拟仿真技术等热点。医学领域虚拟仿真实验研究还应扩充医学虚拟仿真实验案例库，完善科学标准；引入前沿信息技术，提高医学实验仿真效果；打造医学虚拟仿真教学“金课”，培养实践型人才。

关键词：虚拟仿真实验；医学虚拟仿真；虚拟仿真技术；知识图谱

随着新工科的建设发展，市场对人才的专业技能要求不断提升，考虑到传统教学在真实场景模拟方面的局限性，高校逐渐重视虚拟仿真实验的研究[1-2]，在虚拟环境中实现传统教学场景难以实现的教学功能。在医学领域，传统的教学方式难以让学生感触到医院真实的诊断场景，理论知识学习与临床实践分年级进行，影响学生的医学技能的掌握水平[3]。医学影像[4]设备较为昂贵，缺少实验设备的教学，效果会大打折扣。而虚拟仿真实验教学依托虚拟现实、3D技术、人机交互、多媒体等新兴技术构建高仿真的虚拟实验环境，将理论教学与实践教学相结合，成本相对较低，效果较为良好[5]，这也是医学领域实验教学的发展方向之一。

1数据来源及研究方法

1.1数据来源

为绘制医学领域虚拟仿真实验研究知识图谱，以“医学虚拟仿真”为关键词检索中国知网，共检索近十年（2012年1月-2022年2月）共419篇文献作为研究对象。

1.2研究方法

【摘要】以中国知网（CNKI）、万方数据、重庆维普三大中文全文数据库收录的全国24所中医药院校在2011—2021年发表的689篇虚拟仿真相关期刊论文为分析样本，旨在对虚拟仿真技术在中医药院校的应用现状和发展进行介绍和探讨。文章借助Excel、NoteExpress文献统计软件、RStudio云图制作等软件对文献进行数据提取，并制作图表，进而从文献产量、质量、内容、应用领域四个方面进行综合阐述和评价。结果表明：近十年，各中医药院校虚拟仿真相关论文数量增长迅速，但论文质量不高；研究热点内容多集中在虚拟实验教学、虚拟筛选、分子对接等方面，且虚拟仿真技术已逐渐渗透到中医药领域的各个方面。最后就此次文献研究中发现的虚拟仿真技术在院校间的发展存在差距，学科发展不均衡，期刊质量有待提高等问题提出建议和方向。

【关键词】中医药院校；虚拟仿真；文献计量学

虚拟仿真技术是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物。该技术发展可追溯到20世纪80年代，最初被美国军方用于对飞行员和宇航员的模拟训练。随着社会不断进步和科技的不断创新，虚拟仿真技术逐渐转向民用，并逐渐应用于教育、医疗、工业、科技、交通等领域［1］。近年来，国外高校在教学中应用虚拟仿真技术方面取得了巨大成果。中国为加快推进信息技术与高校实验教学的融合，不断强化优质实验教学资源的开发与应用，从2010年开始，国务院和教育部出台了一系列相关政策，大力提倡高校建立虚拟仿真实验中心。2014年教育部批准了100个国家级虚拟仿真实验教学中心。2017—2020年，教育部开展普通本科高等院校示范性虚拟仿真实验教学项目建设工作。为贯彻落实国务院《中医药发展战略规划纲要（2016—2030年）》［2］，中医药虚拟仿真技术的开发也正在大力开展，虚拟仿真技术在中医药领域的发展与崛起也为中医药院校带来前所未有的机遇与挑战。近些年，中医药高校在学校的建设中，已将虚拟仿真技术广泛应用于中医理论、中药、中医诊治、中医教育及中医药健康服务产业等领域［3］。当前，中国的院校教育是高等教育的主体，是学术成果、论文产出的重要基地。文献作为科研产出的主要形式，其数量和质量能从侧面反映出该领域的研究水平和最新进展［4］。在2011—2021年十年间，中医药院校的虚拟实训平台建设情况如何？该研究基于文献计量学的方法，对全国24所中医药院校2011—2021年所发表的论文情况进行分析，以期为中医药院校学科建设和传统医学发展提供参考。

1资料来源与研究方法

该研究以中国知网（CNKI）、万方数据、重庆维普三大中文全文数据库为数据来源，以全国独立法人建制的24所高等本科中医药院校为检索对象，其名称如下（以首个汉字拼音排序）：安徽中医药大学、北京中医药大学、成都中医药大学、福建中医药大学、甘肃中医药大学、广西中医药大学、广州中医药大学、贵州中医药大学、河北中医学院、河南中医药大学、黑龙江中医药大学、湖北中医药大学、湖南中医药大学、江西中医药大学、辽宁中医药大学、南京中医药大学、山东中医药大学、山西中医药大学、陕西中医药大学、上海中医药大学、天津中医药大学、云南中医药大学、长春中医药大学、浙江中医药大学；选择数据范围为期刊论文；选择时间范围为2011—2021年；以“虚拟＋中医药”为主题词检索虚拟仿真平台建设的相关文献，然后查看题目、摘要、确定文献是否符合入选标准，如不能确定，则查看内容并进行综合分析筛选；只纳入第一作者或通信作者的论文为该校论文；用Excel软件，借助Note－Express文献整理工具和RStudio云图制作软件对筛选出的文献进行文献产量、文献质量、文献内容和应用领域的图表分析与结果研究。

2图表分析与结果研究

2．1文献产量分析。共筛查到全国24所中医药院校2011—2021年虚拟仿真相关期刊论文689篇，利用Excel软件对筛选出的论文按照年份进行统计归纳，生成折线图（如图1所示）。从图1可以看出，从2011年到2021年，全国24所中医药院校有关虚拟仿真方面的文献量总体是增加的；随着2014年教育部对国家级虚拟仿真实验教学中心建设的投入，自2014年开始虚拟仿真相关文献的数量出现明显增长，且在2015年后增速明显；2016—2019年间发文量略有下降但保持稳定状态；2019之后增速明显，这种增速很大一部分因素是源于国家和教育部对虚拟仿真项目的更加重视［5］。该研究对各中医药院校的发文量进行进一步筛选统计，发现发文量位列前五的是北京中医药大学（64篇）、南京中医药大学（57篇）、山东中医药大学（50篇）、广州中医药大学（48篇）和上海中医药大学（42篇），其中北京中医药大学发表相关文献最多（如表1所示）。这5所院校也是国家最早兴建的中医药高等院校，具有良好的学术声望和优质的科研资源［6］，近些年在虚拟仿真平台建设方面也走在全国中医药院校的前列。从表1不难看出，单就发文量来说，各院校间存在明显差异，这也从侧面反映了各院校虚拟仿真技术的各项投入和建设情况的差异，位于东部地区包括北京、上海、广州、山东等省份地理位置优越、科教规模大的中医药大学，其虚拟资源的投入和论文析出情况均优于其他地区院校。

［摘要］在丰富实验教学形式和教学效果的同时，虚拟仿真技术也促进了实验教学与理论教学的融合。文章主要论述了在大学化学教学实践中，虚拟仿真技术的应用和对教学效果的影响，总结了虚拟仿真技术在课程中的切入点和展开形式，为数字化和信息技术在化学教学中的推广应用提供实践支持和借鉴。

［关键词］虚拟仿真；大学化学；化学教学

化学是一门实践的科学，理论教学与实践教学的融合是高等学校化学教学中的核心问题之一，两者的有机结合将有助于学生加深对于物质结构和反应机理的理解[1]。然而由于时间、空间的限制，化学实验与化学理论教学往往被分成两个平行的教学课程，因此不少学生在学习中存在机理—结构—现象之间的割裂，只能依靠死记硬背学习理论知识，无法做到活学活用和真正掌握。随着信息化技术在教学中的深入，虚拟仿真技术在化学教学中越来越受到重视[2]。虚拟仿真技术在教学中的应用，是对传统课堂的数字化延伸，其具有可视化，直观，沉浸感强的独特优点，又能够实现一些由于时间、空间、成本、安全等因素无法开展的实践内容，在工科实验教学中有着广阔的应用前景[3]。除了在化学实验教学中的应用之外，虚拟仿真技术还能够将实验压缩进课堂，动态呈现微观机理，在丰富课堂教学形式的同时强化实验与理论之间的联系，在激发学习兴趣的同时提升学生知识理解程度，实现由理论到实践再到理论的良性循环[4]。

一、微观结构的宏观三维呈现

高等学校化学教学中，反应机理往往是相关章节的难点。该部分内容相对抽象，考验学生对于分子微观结构的思考能力。以旋光异构为例，本章节涉及大量内容需要同学认识分子结构的空间构型，传统教学依赖课本和PPT课件的平面化教学往往无法将教师所理解的知识完整传递给学生，尤其是对一些空间思维能力较弱的同学来说，面对这种教学方式存在不少理解上的难点。依靠虚拟仿真技术的三维建模，可以将原本抽象化的空间微观结构在宏观层面呈现出来，允许学生对三维模型自由旋转，进而对分子结构的空间构型产生直观认识，不仅能够做到根据规则判断旋光异构类型的基本要求，还能深入直观地理解该部分知识的本质，而这正是传统教学方案相对欠缺的。

二、反应过程的动态呈现

化学反应是高等学校化学教学的重要内容，而反应机理又是该部分教学内容的重点和难点。传统教学中，呈现在学生面前的是静态的反应方程式，以烯烃加成反应为例，尽管作为亲电加成反应表象相对简单，但实际涉及原子轨道杂化、π键电子云分布、诱导与共轭效应等内容。仅仅通过死记硬背记住规律虽然可以应付考试，但这种方式其实是对后续知识点的学习留下隐患，对于结构和反应性质之间的关联，也仅仅停留在规则的简单记忆上，一旦遇到复杂过程，学生便无法正确把握反应规律。利用虚拟仿真技术的空间表达和动态表达，能够使复杂的反应历程在生动起来的同时，富有条理性，将老师所想和学生所学所思真正连接在一起。不仅如此，通过合理设计，虚拟仿真还能对反应历程中一些抽象的概念，比如电子云分布，吸电子效应，供电子效应等做出具象化的描绘，从而加深学生对抽象概念的理解，从贴近科学事实的角度，全面立体地理解反应历程的本质。

摘要:现阶段，随着我国科技水平的不断提升，在很大程度上计算机技术的发展与应用。当前计算机技术在各个领域中的应用越来越广泛，将先进的信息技术应用于机械设计制造行业当中，极大的促进了机械行业的发展进步。本文首先分析了机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用;其次探讨了计算机技术在机械设计制造及自动化中的发展趋势。

关键词:机械设计制造及其自动化;计算机技术;应用分析

先进的计算机技术在机械行业中的应用，生产制造出了大量先进的机械设备，在很大程度上促进着机械行业的发展，同时机械设计效率也得到了明显的进步，促进了社会科技水平的提升。

一、机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用分析

(一)计算机辅助技术的应用

在机械设计制造及其自动化中积极的应用计算机技术，不仅能够在很大程度上提升设计生产效率及质量，而且工业生产精密度也随之提升，这对于机械行业接下来的发展来说是极为有利的。在机械行业中积极的应用计算机辅助技术，主要表现在以下几个方面:首先，通过科学合理的分析机械设备的类型以及结构，能够为机械产品的生产质量提供强有力的保障;其次，借助计算机辅助技术合理的设计图纸，使得图纸更加的清晰，有效降低了传统人工设计导致出现误差的几率;最后，借助计算机辅助技术，能够在提升编辑以及修改的精准度，有效降低了返修的概率，为接下来的生产制造提供了有力的参考依据。

(二)3D技术的应用

[摘要]《生物分离工程》为我校酿酒工程专业必修课程。根据学科特点及学生专业知识储备情况，从教材的选择、教学内容的优化对教学知识体系进行了设置；以案例教学法、虚拟仿真教学法为主要教学手段，积极构建线上教学资源，拓宽学生学习途径；探索课程思政元素的导入，进行全方位的育人。课程取得了较好的教学效果。

[关键词]生物分离工程；酿酒工程；教学改革；教学知识体系；教学方法

生物制品涉及到人类生活的方方面面，由生物工程技术来实现。生物分离工程是生物工程技术的重要组成部分，为生物物质的分离与纯化环节[1]。因此设计高效、合理的生物分离方法，可大幅降低生物加工过程的成本，提高产品的市场竞争力，促进人类健康水平和生活质量的提高以及社会经济的发展[2]。《生物分离工程》已成为食品科学与工程、生物工程、酿酒工程等专业必修课程。因此，对我校酿酒工程专业《生物分离工程》课程进行了教学改革探索与实践。

1教学知识体系的选择

教学知识体系为课程教学的基础，是教学改革的关键，也是人才培养的前提。对教学知识体系的教学改革一直都是教学改革的集中领域[3]。

1.1教材的选择

目前，各高校普遍使用的教材为天津大学孙彦主编化学工业出版社出版的《生物分离工程》、南京工业大学欧阳平凯主编化学工业出版社出版的《生物分离原理及技术》或内蒙古农业大学田瑞华主编科学出版社出版的《生物分离工程》等。结合学科特点及学生知识储备情况，本校酿酒工程专业使用的教材为孙彦出版的《生物分离工程》，其它编者编著的《生物分离工程》为辅助学习参考书。

摘要:虚拟仿真实验教学中心建设是实现高等教育现代化的重要途径，同时也是全面提升学生实验技能最有效的方法之一。文章分别从虚拟仿真教学背景、平台架构模式、平台构建和平台应用方面出发，论述了法医学虚拟仿真平台的构建方法和应用前景，为法医教学改革和提升本科教学水平提供理论依据。

关键词:法医学;虚拟仿真;教学改革

为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高[2012]4号）精神，教育部在2013年了《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》（教高司函[2013]94号），并于同年8月启动首批国家级虚拟仿真实验教学中心申报工作，截至目前为止，全国已建设有300个国家级虚拟仿真实验教学中心。[1-2]由于虚拟仿真实验具有高度还原性、高安全性和高创新性等优点，这种技术已经成为缓解实验教学条件不足、提升学生创新能力以及激发学生潜能的有效方法。[3]法医学是一门实践性很强的学科，实验练习是本专业学生掌握法医学专业知识和相关技能的重要方法。然而，在法医学实验实践中，面临许多传统方法难以解决的问题，如尸体解剖资源紧缺以及大型仪器设备昂贵，难以安排学生实际操作等问题。虚拟仿真技术的出现，可以为解决法医学中的这些难题提供切实可行的方法。

1法医学虚拟仿真平台架构模式选择

传统的虚拟仿真平台架构模式主要包括“B/S架构”和“C/S架构”。“B/S架构”是指数控虚拟仿真系统基于Browser/Ser-ver，即使用浏览器/服务器为基础的架构模式。[4]“C/S架构”是指数控虚拟仿真系统基于Client/Server，即使用客户/服务器为基础的架构模式。“C/S架构”客户端须要安装应用程序，相比较而言，“B/S架构”客户端可以通过浏览器访问虚拟仿真用户平台，采用互联网进行通信，这样就突破了时间和空间的限制，方便用户随时随地进行使用。[5]“B/S架构”模式是目前虚拟仿真平台普遍采用的一种模式，因此，法医学虚拟仿真平台的建设也应该首选这种架构模式。

2法医学虚拟仿真平台构建

法医学虚拟仿真平台主要由两大模块组成，包括学生模块和教师模块。学生模块包括训练模块、考核模块以及互动模块。教师模块主要由用户与权限管理模块和学习统计与分析模块。

作者：魏高峰 高万玉 孙秋明 倪爱娟 谢新武 秦晓丽 邢楠 田丰 单位：军事医学科学院卫生装备研究所

数字医学研究现状

近年来，数字化技术的快速发展使得人类社会进入了数字化时代，同时也引起了许多学科领域的数字化变革，生命科学也不例外。通过与数字化技术的交叉融合，不仅大大加快了生命科学自身的发展，同时也产生了一些新兴的前沿交叉研究领域，数字医学就是其中的典型代表[13]。数字医学技术的发展首先是由数字化虚拟人体三维重建开始的[14-18]。数字化虚拟人体三维重建是指运用计算机图像处理技术和三维重建技术，对医学二维图像进行处理，建立人体组织结构的计算机三维虚拟模型。通过数字化虚拟人体建模技术，可将人体解剖组织结构数字化，可以在计算机上进行三维渲染、旋转、缩放等操作，也可以实现虚拟手术规划、假体设计、场景仿真等功能。进一步也可将人体功能性信息赋加到数字化三维模型上，结合运动捕捉系统及虚拟现实系统，可以仿真真实模拟人体的各种运动。通过力反馈装置，可以提供视、听、触等高沉浸感操作，这就形成了数字化虚拟现实增强的模拟人。目前国外已经出现了个性化虚拟器官模型[19]，通过改变模型的参数可以得到不同的病理分析结果。此外，欧盟启动的IUPS/EMBS生理人体计划目标是建立一个能够在计算机上模拟人体各种生理过程的虚拟人体模型，目前该项目在人体的生理系统建模方面已经进行了许多颇有成效的研究[20]。近些年来，随着分子生物学、细胞生物学、医学影像技术的不断发展，超级计算机运算速度的飞速提高，以及一些新的医工交叉领域研究方法的出现，促进了数字化虚拟人体技术的快速发展。我国虽然在这方面起步较晚，但发展很快。自2002年以来，南方医科大学和第三军医大学分别完成了中国数字人的原始切片数据采集工作，2006年由上海交通大学牵头启动了中国力学虚拟人研究计划，目前该计划已经建立了中国力学虚拟人计算服务平台，该平台可通过互联网为全球的用户提供建模计算服务。同时与欧盟等国际同行进行了合作，将逐步建立国际力学虚拟人研究计划，目前已经开展了亚洲人种虚拟建模研究项目。与此同时，数字医学技术在临床实际中取得了广泛应用，获得了较好的应用效果，大幅提高了临床诊断和治疗水平。以影像诊断为例，由X线、CT、MRI的二维图像到三维、四维图像，使影像诊断的准确性和精细度大为提高。近年来，随着虚拟手术规划、手术导航、个性化CAD/CAM等技术的数字医学技术的出现，使得临床手术的准确性和个体匹配性大为提高。随着数字医学技术研究的深入和应用的推广，传统医学将会发生更大变化。

数字医学技术在战伤救治训练中的应用

1数字医学建模技术数字医学建模是数字医学及相关学科的研究基础，没有一个能够精确地反映真实医学过程的数字化模型，就无从进行任何数字医学方面的研究。数字医学建模主要分为3个部分，分别是数字医学图像处理与分析、人体组织器官的三维重建以及人体病理生理变化过程的数字建模。数字医学图像处理与分析是整个建模的基础，医学影像数据可以为医务工作者提供多角度、多层次的信息，辅助医生进行正确诊断、治疗计划、术间导航、术后跟踪监测等。同时，准确丰富的医学影像数据也是人工器官、医用内植物、人工关节等医学工程领域的重要参考依据。自从20世纪70年代MRI技术诞生以来，针对各种医学影像的分割算法研究迅速发展起来。目前应用较多的医学图像分割方法主要有2种，分别是基于图像区域的分割方法和基于边缘检测的分割方法。基于图像区域的分割方法是通过检测同一区域内的均匀性是否一致，来识别分割图像中的不同组织，如阈值分割法、区域生长和分裂合并法、分类器和聚类以及基于随机场的方法等。而基于边缘检测的分割方法则是通过边缘检测技术把不同区域组织提取出来进行图像分割，如并行微分算子法等。

2战伤救治场景的数字化三维重建技术战伤救治场景的数字化三维重建技术是战伤救治虚拟仿真训练系统的主要内容，随着计算机图形技术的飞速发展，近年来出现了许多新的建模技术和设备，如数字化三坐标仪、人体运动捕捉系统、三维跟踪器、数据手套、头盔显示器、Vega虚拟现实建模技术等，这些新技术和新设备的出现，使得沉浸式虚拟现实系统的应用更加广泛。在采集和统计战伤救治各种场景数据的基础上，利用高效快速的数字化三维建模技术，可对战伤救治场景进行数字化虚拟现实三维重建。目前常用的数字化三维重建方法主要有面绘制法和体绘制法两类。面绘制法是指从医学影像设备输出的切片数据集构造出三维数据，然后在三维数据中抽取出等值面进行三角剖分，再用图元绘制技术实现表面绘制。该方法可有效绘制三维数据中具有某个特定值的表面，但无法表达三维体数据的内部信息。而体绘制法则是将三维体数据中的“体素”作为基本的绘制单位，该方法充分利用了三维体数据中的每一个体素，能够根据需要显示三维对象的内部信息。其缺点是由于体素数据计算量大，从而导致重建速度变慢，可通过提高计算机计算渲染速度加以解决。

3战伤救治训练虚拟仿真技术由于各种技术条件的限制，传统的战伤救治训练是采用书本授课的方式进行的，受训人员缺乏实际操作经验，训练效果不够理想，很难在真正需要时及时提供有效的救护。近年来，随着先进制造技术和计算机技术的迅速发展，以美军为代表的西方发达国家军队开始使用计算机仿真技术来进行战伤救治训练研究，取得了较好的效果[21-22]。美军近年来在该领域投入了大量的经费，研发出了一系列用于战伤救治训练的数字化仿真模拟装备。自1999年至2007年大约资助了超过150个该领域的研究项目，累计投入超过6000万美元，使得该领域研究成为美国防部投入最多的科学研究领域之一。美军建有医疗模拟培训中心（medicalsimulationtrainingcenter），美国防部每年培训10万名部队医护人员。其研究内容涵盖战伤急救、护理及外科手术的模拟培训等方面。取得一系列研究成果与实物装备，如先进医疗训练技术（advancedmedictrainingtechnologies，AMTT）系统、高级创伤救护仿真技术（simulationechnologiesforadvancedtraumacare，STATCare）系统及一系列虚拟现实培训系统（如图1~3所示）。目前我军还没有针对战伤救治的模拟人。自2005年起，我所开展了虚拟现实、数字人体、操作感知等关键技术研究，研制成战伤止血、心肺复苏（CPR）、搬运等模拟训练系统，取得了很好的训练效果。#p#分页标题#e#