生物识别的概念和种类

生物识别的概念和种类内容摘要：

一家工程公司研制出一种打高尔夫球的虚拟现实模拟虚拟现实 — 让生活更逼真 ————————————— 13 器。 在很大的房间内，悬挂一个有弹性的尼龙屏幕，你在室内用标准的高尔夫球杆和真正的球，进行打球活动，只要你从球座上发球后，球飞出碰到屏幕便掉在你的房间地板上。 这时屏幕上可以显示出球在真实球场的上空飞行的状况。 这是因为，由传感器、红外线发射器、电子跟踪系统确定出球的飞行 情况，由计算机计算出球继续飞行的路径，并确定出是左曲球还是右曲球，于是在屏幕上显示出球的飞行过程。 这种虚拟的室内打高尔夫球模拟器，可以模拟 16个著名高尔夫球场的实况，打 18个洞的高尔夫球。 虚拟滑雪 东京一家公司开发的滑雪训练系统，是典型的虚拟现实系统。 当你戴上头盔显示器，穿上滑雪鞋，站到由驱动装置驱动的金属板上，就可滑雪了，在你的头盔显示器里就显示出高山雪道和斜坡石崖。 当你手持滑雪杆，向下滑去，脚下的金属板在驱动装置驱动下，模拟人从高山上滑下来的过程以及撞击情况。 你站在金属板上，身体的感 觉就是顺雪道飞驰而下，头盔里可以看到皑皑白雪从你身边掠过，前面的山崖向你冲来„„ 虚拟乐队 “虚拟乐队”是芬兰赫尔辛基技术大学开发的一套培训乐队指挥的系统。 它通过受训者身上佩戴的磁性传感器来收集数据，根据受训者指挥动作的变化而产生相应的演奏效果。 譬如，受训者一只手挥动指挥棒，可改变虚拟乐队的演奏速度，另一只手则可控制演奏音量的大小。 这种虚拟现实系统采用了八声道音频技术，它能产生与置身于音乐厅相类似的音响效果，同时还可模拟在观众席上不同位置所感受到的演出效果的差异。 另外，由于在声音的合成上采 用了对不同乐器单独处理的办法，这一系统还能够帮助教师分析“虚拟乐队”不同“成员”的演奏效果，从而对学生的指挥进行评估测试。 虚拟现实 — 让生活更逼真 ————————————— 14 有了这支“虚拟乐队”，一方面可省去诸如租用场地一类的开支；另一方面，由于不存在乐队是否愿意配合等问题，学生们可反复训练一些基本动作和技巧。 这不仅为教学带来了极大的便利，也有助于教学质量的提高。 虚拟工厂 世界著名的摩托罗拉公司，从 1994年开始，建立了工厂装配线的虚拟模型。 这种虚拟模型是由硬件和软件组成的。 硬件包括计算机、各种传感器、头盔显示器、鼠标等。 软件包括计算机 控制程序，由实际装配线拍摄下来的照片并变成计算机存储的图像资料。 操作者在启动、运行、关闭装配系统的虚拟模型中，可以听到像从真实系统发出的响声，从显示器上可看见与真实系统一样的动作反应。 摩托罗拉公司用该虚拟模型，对世界各地的员工进行培训，获得良好效果。 用虚拟模型有两点好处：一是虚拟现实实验用的装配线模型比真实的装配线便宜（只有 3～ 10 万美元），并且可以很方便地运到任何地方去；二是当真正的装配线上的机械设备变更或改进时，虚拟现实实验室的模型很容易得到及时的更新。 虚拟 飞机 虚拟现实技术应用于生 产，可以节省大量的成本，提高效率。 美国用虚拟现实技术设计波音 777 飞机，获得巨大成功。 三百多万个零部件的设计与飞机整体结构的互相组合，都是在一个由数百台工作站组成的虚拟环境系统上进行的。 设计师带上虚拟现实技术装配的头盔显示器后，可穿行于这个虚拟的“飞机”中，去审视“飞机”的各项设计是否合乎理想。 过去要设计一架新型飞机必须先造两架实体模型飞机，至少要花 120 万美元，虚拟现实技术不仅节约了经费，更重要的是缩短了新产品上市的时间，大大增加了市场竞争能力。 虚拟现实 — 让生活更逼真 ————————————— 15 虚拟汽车 近年在美国通用、福特等汽车公司 的虚拟现实技术工作室里，人们可以看到拥有各种各样的新颖装备和制作工具，工程师们正在进行着试验性的工作，通过头盔和感应手套等工具，使工作站上生成立体的汽车原型图像，也有用 1:1 的大型屏幕，把立体图像的汽车，完全与实体一样显示出来，并可以随意进行设计改进，使人们感到一种完全身临其境的逼真体验。 德国汽车业应用虚拟现实技术最快也最广泛。 目前，德国所有的汽车制造企业都建成了自己的虚拟现实开发中心。 奔驰、宝马、大众等大公司的报告显示，应用虚拟现实技术、以“数字汽车”模型来代替木制或铁皮制的汽车模型，可将新车型 开发时间从一年以上缩短到 2 个月左右，开发成本最多可降低到原先的十分之一。 目前，德国汽车制造企业已将虚拟现实技术应用到零部件设计、内部设计、空气动力学试验和模拟撞车安全试验等细小局部的工作中。 汽车零部件的设计因为使用了虚拟现实技术，成本降低达 40％。 研究人员还计划将虚拟现实技术降低成本后进一步应用于销售、客户服务和市场调查。 届时，客户可以先体验多媒体“数字汽车”之后再选择定购。 虚拟现实技术的应用大幅度提高了德国汽车产业的竞争力。 虚拟 太空机器人 1999年 4月 19至 21日，德国多特 蒙德大学机器人研究所与日本宇宙开发事业团合作完成了用虚拟现实技术遥控太空机器人的实验。 两国科学家在日本筑波的卫星地面控制中心通过虚拟现实头盔和数字手套指挥一台机器人。 这台机器人搭载于日本的工程实验卫星“ ETS7”上，在距地面 500 千米的近地轨道运行。 借助于虚拟现实技术，地面上的科学家在头盔中看到的景物就是机虚拟现实 — 让生活更逼真 ————————————— 16 器人在太空中“视线”所及。 与此相应，进行实验的专家转动头部或挥挥手，机器人也会做同样动作。 地面上的真人和太空中的机器人实现了“心有灵犀一点通”。 科学家戴上头盔和手套操纵机器人，能遥控机器人避开各种障碍物。 该实验证明虚拟现实技术使得远距离操纵机器人完成研究和探测使命更加容易和方便。 比如一位生物学家能够在自己的办公室里戴上头盔和手套研究太空中实验生物的生长情况，而在太空中“亲临现场”的却是一台机器人。 虚拟战场 美国陆军 1994 年的“路易斯安娜 94”作战演习就是利用虚拟现实技术进行的。 这次演习不但试验论证了美国陆军制定的条令、战术和部队编成，使之更加符合 21世纪的作战要求，还节约演习经费近 20亿美元。 在波斯尼亚伊格尔基地，美国陆军采用一种计算机武器模拟作战系统对维和部队士兵进行作战训练。 猛一 看，这种场面更象是在电子游艺厅里，人们用假枪玩电子游戏。 目前，这一系统已在该基地使用两个月了，将逐步取代过去采用实弹进行的作战准备训练。 虚拟诊断 1999年 3月报道，美国明尼苏达州梅奥诊所将虚拟现实技术应用于结肠癌诊断， 使医生可仿佛身临其境地在结肠中“穿行”，寻找肿瘤或息肉部位。 新技术还可将结肠图像局部放大， 以便对细小部位进行研究， 将其“切开” 露出肠壁，让医生作更好的检查。 在对 70名患者所作的研究中，医生们发现，利用虚拟现实技术进行检查要精确得多。 这种方法对患者来说也更好，因为它无需 让病人保持镇静状态，整个扫描过程所需时间不到 2 分钟。 而使用最普遍的验血方法，不但患者承受一定的痛苦，且确诊率不虚拟现实 — 让生活更逼真 ————————————— 17 到 50%。 虚拟手术台 澳大利亚联邦科学与工业研究组织的研究人员发明了一种虚拟手术台。 该手术台把三维镜像系统与具有输入和感觉反馈装置的机器人手臂结合起来。 使用者戴上三维眼镜坐在手术台上，在机器人手臂末端握着笔式、工具式、手术刀样，或者是系统程序设置的别的样式器械。 控制机器人手臂移动方式的大功率微型电机，可产生导致使用者感觉的阻力，这种感觉就像实际接触人体一样。 由于如同在活体手术 一样，人们能惊讶地感到注射器穿刺皮肤和静脉注射的感觉，然后看到注射器里充满了血液。 在“手术”期间，通过对切口的压力与角度、组织损害及其他指标的准确性测定，可监测受训练者手术操作技术的进步。 因此该项技术的意义巨大，它将使手术操作训练产生一场革命。 虚拟病房 美国伊利诺斯州的科普利纪念医院病房设计出来之后，请一大批残疾老战士，坐在轮椅上，戴上显示器头盔和数据手套，进入虚拟现实世界，对病房的设计进行检查、评论。 他们从头盔中看到的是犹如真的病房，他们到处查看，结果发现。 水池上方的水龙头调节手柄距 离地面太远，坐轮椅的人够不着。 用虚拟现实世界，查出设计中的毛病，加以改进，使真实的建筑更加完美。 虚拟 小宠物 日本富士通公司用计算机制造出一个小动物，它一半像海豚，一半像鸟。 这个由虚拟现实技术创造的电子宠物叫“菲兰克”。 它和人能进行相互交流，它会记人的脸和声音，当主人呼唤它的时候，它会高兴得又叫又跳。 你用温柔的声音对它说话，它就会作出小鸟依人状；如果你粗声吼叫，它就会飞行得无影无踪。 它会虚拟现实 — 让生活更逼真 ————————————— 18 唱歌，能学唱新歌，还会表演杂技。 虚拟 大猩猩 美国佐治亚理工学院开发出虚拟动物 园的大猩猩系统。 游人戴上头盔，看到立体景物，就像身临其境一样，在大猩猩群中走动。 如果游客太靠近雄性大猩猩，它会发出咳嗽声，好像是警告你。 你若不离远点，大猩猩就会虚张声势地扑过来。 虚拟厨房 日本松下公司用来招揽买主的“厨房世界”，就是用虚拟现实技术，让顾客去品评厨房设备是否合自己的心意的一个尝试。 当你走进陈列室，只要戴上特殊的头盔和一双银色的手套，你在原地就可以去漫游“厨房世界”了。 在头盔的显示器内，你可以看到厨房及它的门。 你伸出手去开门，门随手而开，厨房内所有的设备就会映入你的眼帘。 你 可以用手打开柜橱的门和抽屉，查看里面的结构和质量，可从碗架上拿下盘子看看，也可以打开水龙头，立即看见水流出来，听见流水声，还可查看水池下面的排水是否流杨，也可查看照明是否亮堂，试试通水排气是否正常。 如果您对厨房的布置不满意，可按照自己的意愿重新安排。 这一切在你的感觉中和真的一模一样。 经过亲眼目睹和亲自操作，你如果感到满意，只要填一张订单，计算机立即把订单传输到工厂，两周内，就可以得到所订的厨具了。 虚拟 演员 美国迪斯尼公司宣称推出虚拟演员，这将使“演员”艺术青春常在，并将导致个人数字电影 的诞生。 好莱坞征服世界的一个法宝是“明星制度”。 对明星偶像的追逐，为电影业带来了滚滚财源。 明星制度也让道格拉斯范朋克、葛丽泰嘉宝等一批明星成为一些人崇拜的偶像。 但是，明星是吃“青春饭”的，而虚拟演员却可青春常在、虚拟现实 — 让生活更逼真 ————————————— 19 活力永存。 虚拟演员可以比斯瓦辛格更强壮、比卓别林更滑稽、比费雯丽更妩媚。 由计算机拍成的游戏节目《古墓丽影》，片中的虚拟女主角入选为全球的知名人物，预示着虚拟演员时代即将来。