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近日，湖南大学王海宁教授科研团队在岳麓山工业创新中心麓山实验室的支持下持续攻关，对我国自主建立的“中国3D全人体工效学基础数据库”进行了系统性充实与升级。该数据库瞄准医疗健康、高端装备、智慧出行等领域对高精度数字人体模型的迫切需求，通过持续积累中国人群专属人体数据，为我国工业产品的人机工效设计与测评提供了本土化的高精度数据基础，助力实现数据驱动的仿真分析与设计优化，使产品能更好地贴合中国用户的需求。
面对我国制造业长期依赖欧美人体数据开展工效设计的困境，团队自建库以来持续开展技术攻坚。本次重要更新严格依据2023年最新国家人体标准，采用高精度三维人体测量技术，成功获取1000位典型中国成年受试者的全人体高精度三维模型。这些模型涵盖了受试者站姿、坐姿下的头、颈、肩、臀、腿等各部位的全身三维表面数据，耳部和足部的局部精细表面数据，以及关节活动范围的测量数据，为相关产业的创新应用提供了坚实的数据支持和科学依据。
在技术层面，团队建立了覆盖头部、耳部、躯干等170余个关键人体特征点的标准化标定体系，实现了对于站姿和坐姿状态下百万级数据的毫米级准确定位和收集。通过创新研发站姿扫描装置及特征曲线提取方法，实现群体的姿势规范获取，构建了包括脊柱生理曲度、耳廓轮廓曲线等在内的多类人体特征曲线族系，生成多部位多层级的代表性模型库。在此基础上研发数据驱动的数字人评价系统，支持代表性人体模型实时构建与工效仿真，为智能座舱人机布局、医疗辅具定制等场景提供解决方案，显著提升设计效率。
湖南大学王海宁教授科研团队现已完成覆盖中国、欧美和非洲的全球人体工效学基础数据库构建，涵盖三维高精度全人体（站姿、坐姿）及局部人体（头部、耳廓、耳道、肩颈、手臂、足部）的测量学与医学影像学知识库。数据库样本覆盖中国30余个省级行政单位及全球50多个国家，包含4万个3D高精度人体数字模型及200余万条工效学数据。并在智能床垫、高端医疗器械、新能源汽车等领域开展了应用示范，相关代表性案例包括：
全人体心脑关联磁像仪设计
在北京大学牵头、程和平院士指导的“全人体心脑关联磁像仪”设计中，依据中国人群的多样化体型特征，创新性地提出了可移动式模块化磁传感器刚性组件方案，显著提升了磁场信号的探测灵敏度与信噪比，为揭示心脑交互的生理与病理机制提供了创新性研究工具；
股骨骨折牵引复位装置设计
在中国人民解放军总医院唐佩福院士指导的股骨骨折牵引复位装置设计中，创新性地利用人体肌肉自身牵引力，辅助骨折断端实现生理性对齐，手术仅需在胯部建立微小切口即可完成植入，显著降低手术创伤及潜在风险；
在智能床垫与汽车座舱领域，数据库构建了适用于不同体型人群的仰卧体压分布指标体系以及以前舱舒适度为核心的“舒适指数”模型与设计指南，助力企业建立基于中国人体特征的量化设计标准。
据悉，团队还将持续开展基于中国工业数字人的人机仿真平台建设研究，构建面向多行业应用的工业数字人服务系统，持续推动人因大数据在可穿戴设备、医疗器械、新能源汽车等重点领域的场景拓展，从研发源头提升产品的用户特征适配能力，以科学精准的人因设计，优化产品工效与用户体验。（楚楠）