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數(shù)據(jù)融合改變手術(shù)室

現(xiàn)今的手術(shù)室和介入治療室充斥著凌亂的電纜和各種診斷系統(tǒng),，令人分神。西門(mén)子中央研究院的研究人員設(shè)想,，利用便攜式無(wú)線顯示裝置,，將所有圖像數(shù)據(jù)整合到一幅實(shí)時(shí)信息概覽圖中，包括分析,、虛擬會(huì)診和模擬等信息,，從而營(yíng)造出簡(jiǎn)潔的環(huán)境。

學(xué)習(xí)軟件從術(shù)前CT成像和MR成像中識(shí)別并分離出器官,，以便將之與手術(shù)室中生成的實(shí)時(shí)圖像相融合,。這些數(shù)據(jù)集共同為一系列心臟手術(shù)提供了引導(dǎo)底圖。研究人員正在研究如何利用流式傳輸技術(shù),，將這些實(shí)時(shí)圖像傳送到無(wú)線平板電腦上,。

不妨設(shè)想一下，你在漆黑的夜晚驅(qū)車(chē)赴約,，沒(méi)有路燈,，也沒(méi)有指路牌，更沒(méi)有人可以幫忙,，甚至連擋風(fēng)玻璃都沒(méi)有,。你只能靠方向盤(pán)一側(cè)的兩個(gè)顯示屏來(lái)認(rèn)路：一個(gè)屏幕上顯示了街道地圖；另一個(gè)屏幕上顯示了你的當(dāng)前位置,。如果這兩個(gè)圖合并在一起,，事情會(huì)不會(huì)簡(jiǎn)單得多？心臟病專(zhuān)家在執(zhí)行所謂的“介入性”手術(shù),，如利用遠(yuǎn)程控制的導(dǎo)管,，植入血管內(nèi)支架或心臟瓣膜時(shí),，面臨的挑戰(zhàn)差不多就是這樣。

在這樣的手術(shù)過(guò)程中,，附近的一臺(tái)顯示器上通常將顯示,，脈管解剖組織的術(shù)前高分辨率計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）成像，而介入治療室中現(xiàn)場(chǎng)生成的單獨(dú)的X光片,，則顯示了導(dǎo)管尖的實(shí)時(shí)位置,。

在位于新澤西州普林斯頓的西門(mén)子美國(guó)研究院，Daphne Yu是成像可視化實(shí)驗(yàn)室的主任,，她表示,，“外科醫(yī)生非常善于在他們的頭腦中將這些圖像融合起來(lái)，但利用*的可視化技術(shù),，我們可以替他們將這些圖片融合起來(lái),。”

然而，他們的研究目標(biāo)更為遠(yuǎn)大,。事實(shí)上,，Yu和她在西門(mén)子美國(guó)研究院以及西門(mén)子醫(yī)療的同事，設(shè)想的是在未來(lái)的手術(shù)室和介入治療室環(huán)境中,，采用符合人機(jī)工程學(xué)的方式,，將所有模式成像融合起來(lái)。

這樣的成像模式包括,，實(shí)時(shí)內(nèi)窺鏡成像、超聲成像,、實(shí)時(shí)CT成像,、熒光透視成像、電生理學(xué)成像（用于消除導(dǎo)致心律失常的心臟組織）,，以及最重要的三維術(shù)前CT或磁共振（MR）成像等,。最后一種成像模式尤為重要，因?yàn)樗鼈兛梢杂米饕龑?dǎo)底圖,，最終所有其他模式的成像均將被融合于其中,。

路線圖初具雛形。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)未來(lái)的一體化治療環(huán)境愿景,，西門(mén)子中央研究院的研究人員開(kāi)發(fā)了能夠在任何梗塞,、視角、成像模式或病狀等條件下,，從任何數(shù)字醫(yī)療成像中識(shí)別出任何器官,，并分割——即將之從周?chē)M織中分離出來(lái)——的學(xué)習(xí)軟件。

一款能夠自動(dòng)將心臟從三維CT或MR成像中分離出來(lái)的心臟模型分割軟件,，就是這種功能的典型代表,。譬如,，在結(jié)合實(shí)時(shí)熒光透視成像使用時(shí)，所分割出來(lái)的心臟模型,，可用于在心臟表面定位所要消融的確切部位,，以便消除導(dǎo)致心律失常的組織。

此外,，坐落于馬里蘭州貝塞斯達(dá)的美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究所（NIH）,，正在實(shí)驗(yàn)使用西門(mén)子中央研究院與西門(mén)子醫(yī)療聯(lián)合開(kāi)發(fā)的實(shí)時(shí)成像模型融合軟件，來(lái)幫助引導(dǎo)將人造心臟瓣膜植入豬心臟中的目標(biāo)位置,。Yu表示,，“這種心臟模型與實(shí)時(shí)圖像的融合圖像提供了界標(biāo)，有助于醫(yī)生實(shí)時(shí)辨認(rèn)導(dǎo)管所在的確切位置,。這個(gè)例子充分表明,，圖像融合能在介入治療室和手術(shù)室中發(fā)揮巨大作用。”

在位于德國(guó)Forcheim的西門(mén)子成像和治療系統(tǒng)集團(tuán),，Razvan Ionasec博士是面向醫(yī)療成像的機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用專(zhuān)家,，他沿著類(lèi)似的思路，將術(shù)前三維CT成像與由一臺(tái)西門(mén)子“C-arm”CT成像設(shè)備在手術(shù)室中現(xiàn)場(chǎng)生成的二維X光視頻圖像相融合,。他解釋道,，“通常的情況是，手術(shù)之前,，有充裕的時(shí)間利用各種高分辨率設(shè)備生成大量醫(yī)療成像,。但我們需要在分秒必爭(zhēng)并且成像技術(shù)有限的手術(shù)室里，為醫(yī)生提供這些術(shù)前信息,。為了彌合這一缺口,，我們將術(shù)前信息與熒光透視成像數(shù)據(jù)相映射。這樣一來(lái),，我們一下子就獲得了實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)信息,，而這樣的信息，是僅僅依靠熒光透視成像所無(wú)法得到的,。”

成像模式融合技術(shù)已初顯成效,。不久前，得益于術(shù)前CT數(shù)據(jù)的融合,，《未來(lái)之窗》2010年秋季刊中介紹的一項(xiàng)通過(guò)介入術(shù)植入主動(dòng)脈瓣的技術(shù)得到了進(jìn)一步增強(qiáng),。新的產(chǎn)品syngo.CT Valve Pilot™不僅能夠從CT成像中自動(dòng)分割主動(dòng)脈瓣及有關(guān)結(jié)構(gòu)，而且提供了諸如瓣膜半徑等測(cè)量數(shù)據(jù),，這對(duì)于制定手術(shù)計(jì)劃和執(zhí)行手術(shù)至關(guān)重要,。

同時(shí)，另一項(xiàng)名為“eSieFusion™成像”的技術(shù)，則可以將實(shí)時(shí)超聲成像覆蓋在先前采集的三維CT和MR成像上,。這項(xiàng)技術(shù)可用于引導(dǎo)醫(yī)生更加精確地將穿刺針插入目標(biāo)組織,。目前，西門(mén)子的ACUSON S3000™超聲成像系統(tǒng)已經(jīng)可以提供這項(xiàng)技術(shù),。最終,，超聲成像也將與CT成像和X光片融合，以支持植入主動(dòng)脈瓣,，Ionasec如是道,。

現(xiàn)場(chǎng)模擬功能可以就動(dòng)脈瘤的夾閉位置提供建議。

移動(dòng)式數(shù)據(jù)融合,。除融合多種臨床成像模式之外,，西門(mén)子中央研究院的研究人員還著眼于隨時(shí)、隨地,、根據(jù)需要提供這些成像,。Yu說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)，比起在一個(gè)巨大的顯示屏上單獨(dú)顯示治療部位的各個(gè)成像,，更為方便實(shí)用的做法是,，提供一幅可移植的融合圖像。”可以在安裝于支架上的平板電腦上,，甚或可以在頭戴式裝置上,，顯示這樣的圖像。后者將支持視覺(jué),、心理活動(dòng)與手眼協(xié)調(diào)的融合,，并且甚至可以被用在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，從而允許外科醫(yī)生將診斷信息重疊到他/她的實(shí)際視野上,。

為了將這個(gè)愿景變成現(xiàn)實(shí),，西門(mén)子研究人員正在開(kāi)發(fā)有關(guān)技術(shù)，以促進(jìn)開(kāi)發(fā)超快速可視化解決方案,。譬如,，在西門(mén)子中央研究院,，Andreas Hutter博士帶領(lǐng)的一支團(tuán)隊(duì)正在設(shè)法針對(duì)醫(yī)療應(yīng)用,，量身定制流式傳輸和視頻壓縮解決方案，而其他研究人員則在與芯片制造商合作,，以最大限度地降低處理圖像所需的計(jì)算能力和功耗,。Yu說(shuō)：“這些努力已初顯成效。歸功于此,，我們可以利用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù),，將實(shí)時(shí)圖像流式傳輸至平板電腦。”

顯然,，必須將時(shí)延縮短至幾乎令人覺(jué)察不到的程度,。Yu指出,，“當(dāng)醫(yī)生將針頭或?qū)Ч芡迫牖颊呱眢w組織時(shí)，他需要立即獲得反饋,。譬如,，在做涉及血管造影的手術(shù)時(shí)，我們的成像設(shè)備能夠以超快的速度生成每一幅圖像并編碼,。然后,，必須利用流式傳輸技術(shù)，將這些圖像發(fā)送至顯示裝置,，并進(jìn)行解碼和渲染,。”當(dāng)然，隨著融合的成像模式日益增多,，所需的處理能力將不斷提高,。盡管如此，這或許不會(huì)明顯加劇時(shí)延,。譬如,，借助eSieFusion成像解決方案，初始配準(zhǔn)CT成像和超聲成像可能需要三秒鐘,，但此后便可實(shí)時(shí)融合任意兩張圖像,。

美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究所已在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)手術(shù)中使用了西門(mén)子的實(shí)時(shí)成像模型融合軟件，用來(lái)引導(dǎo)將人造心臟瓣膜植入豬心臟,。右圖：血液流動(dòng)的實(shí)時(shí)模擬,。

將專(zhuān)家系統(tǒng)納入其中。在未來(lái)的手術(shù)室和介入治療室中,，多模數(shù)據(jù)融合將不僅限于成像,。Yu表示，“我們的愿景是隨時(shí),、隨地,、根據(jù)需要提供任何信息。除融合多種不同模式的術(shù)前成像和實(shí)時(shí)成像之外,，我們還將融合患者的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),，如心率和血壓。”沿著這條路繼續(xù)向前,，在數(shù)以千計(jì)的類(lèi)似病例的基礎(chǔ)上,，得出的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和專(zhuān)家系統(tǒng)，也將被應(yīng)用到具體的手術(shù)中,，從而為虛擬會(huì)診功能和替代方案分析開(kāi)啟一扇大門(mén),。

譬如，現(xiàn)場(chǎng)模擬功能或許能夠根據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算的流體力學(xué)數(shù)據(jù)，就動(dòng)脈瘤的夾閉位置提供建議,。虛擬血管造影,、個(gè)體化麻醉和藥物相互作用等均可在手術(shù)過(guò)程中進(jìn)行模擬，然后在給藥時(shí)進(jìn)行跟蹤,，以優(yōu)化基礎(chǔ)算法,。

最后，數(shù)據(jù)融合還有望節(jié)省費(fèi)用,。Yu說(shuō)：“它可用于自動(dòng)記錄手術(shù)過(guò)程,，這將支持高效的報(bào)銷(xiāo)系統(tǒng)，并且可供學(xué)習(xí)系統(tǒng)用來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化治療方案,。”

要充分釋放其全部潛力,，多模數(shù)據(jù)融合還需要克服許多挑戰(zhàn)：需要大大提高不同系統(tǒng)軟件之間的互通性；需要制定各種標(biāo)準(zhǔn),，從圖像質(zhì)量到傳輸速度,，不一而足；需要滿足對(duì)帶寬幾乎無(wú)止境的渴求,，這將要求不斷提高處理能力和能效,。Yu說(shuō)：“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)融合尚處于起步階段，但綜合考慮這個(gè)領(lǐng)域的各項(xiàng)進(jìn)展就會(huì)發(fā)現(xiàn),，我們正在創(chuàng)造一個(gè)生態(tài)系統(tǒng),，它將轉(zhuǎn)變我們?cè)诟黝?lèi)治療中進(jìn)行規(guī)劃、實(shí)施,、記錄和汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的方式,。”

用數(shù)字讀懂一切

自20世紀(jì)90年代初以來(lái)，數(shù)字技術(shù)已從根本上改變了我們的生活方式,。如今,，我們即將開(kāi)始全面轉(zhuǎn)型——將所有以模擬形式記錄的人類(lèi)知識(shí)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式,?！段磥?lái)之窗》帶您一起回首往昔，暢想未來(lái),。

巴伐利亞州立圖書(shū)館的藏書(shū),，正在被掃描并上傳到互聯(lián)網(wǎng)。

楚澤（Zuse）,、歐洲核子研究中心（CERN）和扎克伯格（Zuckerberg）——這三個(gè)名字標(biāo)志著數(shù)字革命進(jìn)程中的重要里程碑,。早在1941年,，Konrad Zuse在柏林研制出了世界上*臺(tái)可以正常工作的計(jì)算機(jī),。他稱(chēng)這臺(tái)外形龐大的數(shù)字計(jì)算機(jī)器為“Zuse Z3”。1991年，就職于瑞士歐洲核子研究中心的Tim Berners-Lee開(kāi)發(fā)的萬(wàn)維網(wǎng),，向全球公眾開(kāi)放,。Web技術(shù)進(jìn)一步變革了人們的通信方式，為谷歌,、亞馬遜以及不計(jì)其數(shù)的其他企業(yè),，鋪平了道路。后來(lái),，2004年,，Mark Zuckerberg創(chuàng)建了名為臉書(shū)（Facebook）的社交網(wǎng)絡(luò)。如今,，得益于臉書(shū)及類(lèi)似網(wǎng)絡(luò),，近20億人獲得了數(shù)字身份。

計(jì)算機(jī),、Web和臉書(shū),，都基于數(shù)字技術(shù)。數(shù)字化的含義,，就是將模擬信息,，如文本、聲音,、圖像和視頻等,，轉(zhuǎn)換為易于存儲(chǔ)的、由大量零和一組成的二進(jìn)制代碼,。一經(jīng)創(chuàng)造,，這樣的數(shù)字項(xiàng)就能被無(wú)*地復(fù)制，而質(zhì)量絲毫不受影響,，并且可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng),，轉(zhuǎn)瞬間傳遍全球。數(shù)字技術(shù)為企業(yè)創(chuàng)造了全新的銷(xiāo)售渠道類(lèi)型,，但它也帶來(lái)了新的問(wèn)題,，如違法拷貝數(shù)據(jù)。始于20世紀(jì)90年代的互聯(lián)網(wǎng)熱潮,，掀起了一場(chǎng)*的數(shù)字化浪潮,。1993年，在全球范圍內(nèi),，只有大約3%的信息以數(shù)字形式存儲(chǔ),，但到2007年，這個(gè)比例已經(jīng)飆升至94%,。而且,，這一趨勢(shì)愈演愈烈,，每天都有大量新的數(shù)據(jù)被數(shù)字化。

數(shù)字最重要的先驅(qū)之一是德國(guó)發(fā)明家Rudolf Hell,，他被譽(yù)為“圖形行業(yè)的愛(ài)迪生”,，曾被授予“德意志聯(lián)邦共和國(guó)大十字勛章（Grand Merit Cross）”，并且曾榮獲“古騰堡大獎(jiǎng)（Gutenberg Prize）”和“魏納獎(jiǎng)（Werner-von-Siemens-Ring）”,。Hell是*的傳真機(jī)和掃描機(jī)之父,。1980年，他將突破性的Chromacom數(shù)字圖像處理系統(tǒng)商業(yè)化,。20世紀(jì)80年代初期,，當(dāng)時(shí)還是西門(mén)子子公司的HELL公司，受雇于梵蒂岡圖書(shū)館,，掃描并以數(shù)字形式復(fù)制珍貴典籍,，以便向公眾開(kāi)放閱讀。20世紀(jì)90年代,，數(shù)字化進(jìn)程變得更加廣泛,，也更具系統(tǒng)性。譬如,，1990年,，西門(mén)子利多富公司為莫斯科的克里姆林宮博物館安裝了一套數(shù)字處理系統(tǒng)，有史以來(lái)*次,，以數(shù)字形式為俄羅斯沙皇的全部藝術(shù)藏品編目錄,。然后，將所生成的數(shù)字圖像和信息,，記錄并分類(lèi)保存到圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中,。

掃描半開(kāi)的書(shū)籍。如今,，許多機(jī)構(gòu)都想為其所擁有的全部模擬信息,，制作數(shù)字拷貝。在這方面,，坐落于慕尼黑的巴伐利亞州立圖書(shū)館堪稱(chēng)*,，其數(shù)字化中心擁有各式各樣的設(shè)備，在德國(guó)首屈一指,。巴伐利亞州立圖書(shū)館的副館長(zhǎng)Klaus Ceynowa說(shuō)：“我們使用了26套不同的掃描系統(tǒng),，包括4臺(tái)每小時(shí)能夠處理最多2000頁(yè)的全自動(dòng)掃描機(jī)器人。我們有兩名操作人員,，每人看管兩臺(tái)機(jī)器人,。這個(gè)系統(tǒng)不止是速度快，為了保護(hù)書(shū)籍,，書(shū)籍只需翻開(kāi)60度,。該系統(tǒng)的掃描棱鏡就可插入半開(kāi)的書(shū)頁(yè)之間,。它能清楚無(wú)誤地讀取頁(yè)面內(nèi)容，然后翻頁(yè),，繼續(xù)執(zhí)行掃描。”

巴伐利亞州立圖書(shū)館的全部藏書(shū)（左圖）正在被轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式,。目前,，已有一款應(yīng)用程序，可用于閱讀其最珍貴的文化寶藏,。

自2007年起,，巴伐利亞州立圖書(shū)館一直在與谷歌公司合作開(kāi)展“谷歌數(shù)字圖書(shū)館”項(xiàng)目，通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目,，巴伐利亞州立圖書(shū)館的100萬(wàn)冊(cè)藏書(shū),，將實(shí)現(xiàn)數(shù)字化并放到互聯(lián)網(wǎng)上供公眾閱讀。其所涉及的書(shū)籍,，均成書(shū)于1601年至1874年期間,，不再受版權(quán)保護(hù)。Ceynowa解釋道：“每個(gè)星期,，經(jīng)谷歌在其位于德國(guó)的掃描中心將之轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式后,，我們要發(fā)布大約5000冊(cè)圖書(shū)。谷歌承擔(dān)掃描費(fèi)用,，并將數(shù)字拷貝提供給我們,，以保存在我們自有的數(shù)據(jù)庫(kù)中。1601年之前和1874年之后的所有著作,，包括從中世紀(jì)傳下來(lái)的極其寶貴的手抄文稿,，均在我們自己的數(shù)字化中心進(jìn)行轉(zhuǎn)換。按計(jì)劃,，谷歌項(xiàng)目將在今年年底之前結(jié)束,。我們已經(jīng)將幾乎全部100萬(wàn)冊(cè)藏書(shū)，上傳至我們的數(shù)字圖書(shū)館,，任何人都可以在這里閱讀這些書(shū)籍,。”

盡管如此，巴伐利亞州立圖書(shū)館的全面數(shù)字化進(jìn)程遠(yuǎn)未走到終點(diǎn),。Ceynowa表示：“我們的工作只是開(kāi)始,，因?yàn)槲覀兤駷橹顾龅氖拢瑸檫B接和重新組合數(shù)字信息創(chuàng)造了不同的可能性,。”巴伐利亞州立圖書(shū)館已經(jīng)開(kāi)發(fā)了數(shù)款移動(dòng)應(yīng)用程序,，包括一款名為“Ludwig II”的應(yīng)用程序。這款應(yīng)用程序允許人們按其所在位置,，定制查閱與路德維希二世的“童話城堡”有關(guān)的歷史資料,、圖像和文獻(xiàn),。譬如，當(dāng)人們站在路德維希二世在慕尼黑建造的Residenz宮殿的正前方時(shí),，他們可以利用其智能電話的照相模式,，來(lái)獲取這座宮殿著名的Wintergarden的實(shí)時(shí)圖像——這座花園早已湮沒(méi)在歷史的塵埃中。Wintergarden是一座建在Residenz宮殿屋頂?shù)幕▓@,，奇花異草掩映其間,，人工湖泊波光粼粼——通過(guò)這款應(yīng)用程序，人們可以欣賞到這美輪美奐的歷史景色,。

現(xiàn)已可在網(wǎng)上閱讀巴伐利亞州立圖書(shū)館的近百萬(wàn)藏書(shū),。

民事登記數(shù)字化。博物館和圖書(shū)館只是最后一批充分享用全面數(shù)字化益處的機(jī)構(gòu),；政府機(jī)關(guān)和工業(yè)企業(yè)早已開(kāi)始利用這項(xiàng)技術(shù)?，F(xiàn)在，德國(guó)的16個(gè)聯(lián)邦州均計(jì)劃將其所有民事登記數(shù)字化,。為此,，過(guò)去兩年來(lái)，西門(mén)子中央研究院在Bernt Andrassy博士的指導(dǎo)下,，受托開(kāi)展了一項(xiàng)可行性研究,。Andrassy解釋道：“德國(guó)的土地基本上被劃分為若干區(qū)塊。登記制度向這些區(qū)塊分配了一定的權(quán)利,。因此,，登記制度是德國(guó)土地使用的中央監(jiān)管機(jī)制。目前,，各聯(lián)邦州已經(jīng)掃描并歸檔了過(guò)去50年來(lái)的全部登記文件,，西門(mén)子中央研究院為它們提供了所需的重要系統(tǒng)組件。我們收集了大量數(shù)據(jù),，總共多達(dá)約5億頁(yè)pdf文件,。”

勃蘭登堡州立檔案館保存的一份1743年的手寫(xiě)登記（左圖）和法蘭克福區(qū)法院的一名員工展示的當(dāng)代電子登記（右圖）。

誤讀可能導(dǎo)致數(shù)百萬(wàn)損失,。Andrassy在登記數(shù)字化項(xiàng)目中獲得的經(jīng)驗(yàn),，也適用于工業(yè)領(lǐng)域。Andrassy表示：“我們正在研制一款軟件包,，它能自動(dòng)登記招標(biāo)公告中的客戶要求,，然后，將之與以往項(xiàng)目留下的數(shù)字化文檔中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),。這樣的招標(biāo)公告文件通常采用pdf格式,，并且往往厚達(dá)上千頁(yè)。過(guò)去,，必須人工摘錄每一項(xiàng)技術(shù)規(guī)格,，然后由專(zhuān)家評(píng)估,，如輪機(jī)最大轉(zhuǎn)速，或下午4點(diǎn)以后聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠的最大允許噪聲級(jí)等,。”

但是,，要求和技術(shù)規(guī)格列表通常很長(zhǎng)，哪怕誤讀一個(gè)句子,，也會(huì)在日后導(dǎo)致數(shù)百萬(wàn)歐元的損失,。考慮到這一點(diǎn),，慕尼黑的專(zhuān)家開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)可靠的搜索系統(tǒng)技術(shù),，它能發(fā)現(xiàn)所做的每一處變更,，并通知用戶,。其最終目的是，讓這款程序?qū)⒓夹g(shù)規(guī)格作為語(yǔ)義對(duì)象,，來(lái)理解并正確解讀,。Andrassy解釋道：“我們所開(kāi)發(fā)的軟件，分為三個(gè)工作階段,，我們分別稱(chēng)之為‘標(biāo)書(shū)檢索’,、‘標(biāo)書(shū)比對(duì)’和‘標(biāo)書(shū)追蹤’。*個(gè)步驟是一個(gè)非常高效的過(guò)程,，允許用戶找到招標(biāo)文件中的技術(shù)規(guī)格,。在第二個(gè)步驟中，軟件將從以往項(xiàng)目的文件中檢索類(lèi)似的技術(shù)規(guī)格,。這樣一來(lái),，就可以利用以前所做的相應(yīng)評(píng)估，從而避免錯(cuò)誤,。在最后一個(gè)步驟中,，軟件將在招標(biāo)文件的所有新版本中，跟蹤所確定的技術(shù)規(guī)格,。”

這種方法的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn),，因?yàn)樽詣?dòng)評(píng)估大大加快了評(píng)估過(guò)程，并且有助于盡早發(fā)現(xiàn)在類(lèi)似項(xiàng)目中犯下的錯(cuò)誤,。此外,，這個(gè)系統(tǒng)支持客戶在最后一刻作出更改，并且快速分析其后果,，并將之整合到項(xiàng)目中,。

轉(zhuǎn)瞬間完成檔案梳理。全面數(shù)字化僅僅是開(kāi)端,。不論是圖書(shū)館,、政府機(jī)關(guān),，還是工廠，都在創(chuàng)造大量數(shù)字知識(shí),，可以采用全新的方式來(lái)使用這些知識(shí),。因此，今后幾年乃至幾十年的開(kāi)發(fā)工作,，將側(cè)重于基于軟件的工具,，這些工具需要在轉(zhuǎn)瞬間完成數(shù)字檔案篩查、理解語(yǔ)義關(guān)聯(lián),、以及分類(lèi)并重新組合信息,。Ceynowa表示：“譬如，學(xué)者將能夠快速確定‘novel’一詞最早見(jiàn)于哪部手稿,。他們不必鉆進(jìn)故紙堆,，查遍世界各地圖書(shū)館中的數(shù)百份文件，就能得到答案,。這將*變革某些研究學(xué)科,。”

Andrassy補(bǔ)充道：“可以更加快速地查閱諸如司法判例，以及以往對(duì)罕見(jiàn)疾病的醫(yī)療診斷等信息,。盡管如此,，智能數(shù)據(jù)采掘仍然無(wú)法替代人，不過(guò)它能為人們給予支持,。換句話說(shuō),，要打造出能夠讀懂客戶的pdf文件，將之與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì),，然后立即知道它要制造什么物品及如何制造該物品的自治工廠,，還有很長(zhǎng)一段路要走。”

Nils Ehrenberg

飛翔的監(jiān)工

“Aspern——維也納的城市湖畔”,，這個(gè)占地240公頃,、位于奧地利首都維也納東北部郊區(qū)的全新小區(qū)，是歐洲最大,，也最富創(chuàng)新精神的城市開(kāi)發(fā)項(xiàng)目之一,。這個(gè)小區(qū)有望設(shè)立能效和環(huán)境平衡的新標(biāo)準(zhǔn)。

一家由維也納市政府,、當(dāng)?shù)仉娏荆╓ien Energie）,、當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)提供商（Wiener Netze）和西門(mén)子共同成立的合資企業(yè)，將Aspern當(dāng)做一間用于技術(shù)創(chuàng)新的“富有生命力的實(shí)驗(yàn)室”,。為此,，西門(mén)子名副其實(shí)地讓最*的三維數(shù)字化技術(shù)飛上了天。

Claudia Windisch是西門(mén)子中央研究院Videoanalytics研究小組的負(fù)責(zé)人，她說(shuō)：“將近三年來(lái),，我們一直在CONSTRUCT（建筑工地監(jiān)測(cè)研究項(xiàng)目）框架下,，研制民用無(wú)人駕駛飛行器。這些用于拍攝并分析建筑工地現(xiàn)場(chǎng)情況的無(wú)人駕駛飛行器,，是一種小巧的八旋翼飛行器,，其重量不足5公斤。”目前正在維也納Aspern區(qū)及其他地方,，對(duì)這項(xiàng)用于監(jiān)測(cè)施工進(jìn)度的空中數(shù)字技術(shù)進(jìn)行測(cè)試,。Windisch解釋道：“我們使用了GPS來(lái)設(shè)定飛行航線。操作者可密切觀察飛行器的情況,，以便在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)干預(yù),。然而，操作者有時(shí)也不得不對(duì)飛行器進(jìn)行控制,，譬如,，在對(duì)一面幕墻進(jìn)行拍照時(shí)。”利用大量大面積重疊的建筑物航拍圖片,，可以生成現(xiàn)場(chǎng)的三維模型,。

研究人員正在研制一個(gè)能在飛行器的飛行過(guò)程中,，生成并持續(xù)更新三維模型,，且能在問(wèn)題區(qū)域標(biāo)注色碼的系統(tǒng)，以便為操作者提供支持,。這個(gè)系統(tǒng)要求拍攝更多圖片,，以達(dá)到生成精確模型所需的重疊程度。Windisch解釋道：“如今,，大多數(shù)建筑設(shè)計(jì)都采用了三維技術(shù),，因此，在三維系統(tǒng)中對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),，不啻為明智之舉,。如果將時(shí)間軸納入考慮，甚至可以說(shuō),，我們研制的是四維技術(shù),。借助這項(xiàng)技術(shù)，我們可以確定施工進(jìn)度,，以及任何偏離計(jì)劃的情況,。然而，由于目前駐場(chǎng)施工經(jīng)理只有平面設(shè)計(jì)圖可用,，因此,，決定只能在維也納Aspern區(qū)使用三維模型，來(lái)生成實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的二維圖形?？梢詫鹘y(tǒng)二維CAD設(shè)計(jì)圖,，重疊在所生成的二維圖形上，然后進(jìn)行比對(duì),。”

未來(lái),，將進(jìn)一步優(yōu)化這個(gè)過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)比對(duì),，以及以圖形化方式在虛擬三維模型中標(biāo)注出設(shè)計(jì)與實(shí)際結(jié)果之間的偏差,。偏差包括缺了窗戶或者墻沒(méi)有對(duì)齊等。Windisch說(shuō)：“我們開(kāi)發(fā)的技術(shù)能夠簡(jiǎn)便,、快速地檢測(cè)出設(shè)計(jì)與實(shí)際結(jié)果之間的偏差,。然后，可以在大型圖形中顯示這些偏差——無(wú)需派檢查員親自前往可能存在危險(xiǎn)且難以到達(dá)的區(qū)域――如尚未完工的屋頂,，就能做到這一切,。”然而，建筑工地只是這項(xiàng)技術(shù)的眾多潛在應(yīng)用領(lǐng)域之一,。譬如,，Windisch的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)執(zhí)行了不計(jì)其數(shù)的無(wú)人駕駛飛行器飛過(guò)工廠車(chē)間的任務(wù)——經(jīng)翻新和現(xiàn)代化改造后，工廠車(chē)間的實(shí)際情況往往與最初的建筑設(shè)計(jì)有所不同,。