$数字人(BJ920670)$ 低位,低位,低位。数字人是融合图形学、AI、语音 / 语言技术的虚拟拟真载体,核心是 “形神合一” 的实时交互;人脑工程聚焦人脑认知与神经机制,以脑机接口、神经建模、类脑计算为核心,目标是读懂 / 模拟 / 调控大脑,二者在脑机交互与意识建模上存在技术交叉。以下是概念与核心技术的系统拆解:
一、核心概念界定
概念 核心定义 应用边界 技术主线
数字人 通过 CG、AI、动捕等技术构建的虚拟人,具备 “形(外观)、音(语音)、智(交互)” 三要素,分交互型 / 展示型 直播、影视、客服、数字分身 多模态生成 + 实时渲染 + 智能交互
人脑工程 以脑科学为基础,通过脑机接口、神经建模、类脑计算等技术,研究 / 模拟 / 调控大脑神经活动,含类脑智能、脑机接口、数字孪生脑三大方向 医疗康复、神经调控、类脑 AI 研发 信号采集→解码→建模→反馈调控
二、数字人核心技术(分层拆解)
1. 形象生成与建模(外观基础)
3D 建模:手工建模(Blender/Maya)可控性强,适合精细绑定;NeRF/Photogrammetry 通过多角度拍摄重建,高保真但成本高。
纹理与材质:PBR 流程还原皮肤、毛发等物理质感,微表情(Blendshape / 肌肉仿真)提升拟真度,NeRF 可实现毫秒级微表情响应。
2. 驱动与交互(智能核心)
真人驱动:动捕设备(光学 / 惯性)捕捉动作表情,映射到数字人,适合直播等实时场景。
AI 驱动:大语言模型(LLM)提供上下文连贯对话;TTS 输出语音同时同步口型时序数据(Viseme);情感识别(语音 / 文本 / 表情)驱动表情与肢体动作。
多模态协同:ASR+NLU+DM+TTS + 动作生成联动,实现 “听 - 想 - 说 - 动” 闭环,延迟控制在 50ms 内。
3. 实时渲染(流畅呈现)
主流引擎:Unity/Unreal Engine,支持高帧率渲染与外部参数控制。
优化技术:Nanite(几何细节)、Lumen(全局光照)、神经渲染(NeRF),兼顾真实感与实时性。
三、人脑工程核心技术(链路拆解)
1. 脑信号采集(入口)
采集方式 技术手段 信号质量 代表应用
非侵入式 EEG、fMRI、近红外 低信噪比,空间分辨率低 消费级脑波设备、脑控玩具
半侵入式 ECoG(硬脑膜外电极) 中高信噪比,需手术 癫痫监测、神经调控
侵入式 柔性电极阵列(如 Neuralink、北脑一号) 单神经元级精度,高通量 重度残障康复、神经科学研究
2. 信号处理与解码(核心)
降噪与特征提取:去除肌电、工频干扰,提取 Spike、局部场电位(LFP)等特征。
解码算法:深度学习(Transformer、CNN)、卡尔曼滤波等,实现运动意图、语言指令的实时解码,延迟达毫秒级。
3. 神经建模与类脑计算(模拟与增强)
数字孪生脑:基于真实大脑数据构建神经元 - 突触网络模型,用超级计算机(如万卡 GPU 集群)模拟 860 亿神经元活动,用于脑疾病研究与类脑 AI 开发。
类脑芯片:仿神经元结构设计,如脉冲神经网络(SNN),提升能效与生物兼容性,适配脑信号处理场景。
4. 反馈与调控(双向交互)
神经刺激:经颅磁刺激(TMS)、深部脑刺激(DBS),用于治疗癫痫、抑郁症等。
闭环系统:采集 - 解码 - 执行 - 反馈,实现脑控设备(机械臂、轮椅)的精准控制与神经功能调控。
四、技术交叉与发展瓶颈
交叉点:脑机接口可用于数字人 “意念驱动”,数字人可作为脑机交互的虚拟载体;神经建模为数字人提供更拟人化的决策逻辑。
数字人瓶颈:微表情拟真度(需突破 100 种以上)、跨模态交互误差率(需低于 1%)、端侧轻量化部署。
人脑工程瓶颈:脑信号解码精度(单神经元级长期稳定采集)、植入设备生物相容性(长期植入无排异)、意识机制解析(记忆 / 情感编码尚未完全破解)。$创新医疗(SZ002173)$ $爱朋医疗(SZ300753)$