潘毅的元宇宙观｜问道顶端•院士访谈录

顶端新闻记者 王治国

他是全球生物信息学领域专家，清华大学计算机工程硕士、美国匹兹堡计算机科学博士毕业后，长期从事计算机与生物信息交叉学科的研究。

他具有全球视野，是美国医学与生物工程院院士、英国皇家公共卫生学院院士、乌克兰国家工程院院士，入选全球前2%顶尖科学家榜单。

他首倡把“生命”带入元宇宙，并以此为经纬，提出元宇宙发展三阶段论，这是一个独特视角的元宇宙观。

他眼中的医疗元宇宙是什么样的？如何看待元宇宙未来在医疗领域的应用？如何把“生命”带入元宇宙？这个过程需要多长？人类未来如何与有“生命”的数字人打交道？为什么他说当下对脑科学的研究，就像盲人摸象？AI超级医生有何局限？医疗元宇宙的终极目标是什么？元宇宙有中国道路之说吗？

就这些问题，顶端新闻“中国元宇宙100人”系列访谈，本期专访中国科学院深圳理工大学计算机科学与控制工程学院院长、中民协元宇宙工委首任会长潘毅院士，这也是“问道顶端·元宇宙院士访谈录”第一期。

接下来，顶端新闻将邀请不同领域的院士，从哲学、人文、理论、方法、技术、产业、场景、实践等不拘一格的维度，权威解读院士们对元宇宙在中国及不同产业发展的理解、建言，以此科普、把脉、探路未来，为中国乃至世界元宇宙发展提供镜鉴。


数字细胞、数字心脏与数字孪生平台

顶端新闻记者：在你看来，是叫医疗元宇宙，还是叫健康元宇宙，更恰当一点？

潘毅院士：两种说法都有，角度稍微有点不同，医疗更加注重有病以后看病，然后治疗，健康这个范围更广一点，包括了诊断治疗，还有前期怎么使得你有好的营养、准备、防护等。

顶端新闻记者：目前医疗领域有数字细胞、数字器官之说，它们怎么发挥作用？ 3D打印心脏未来能在多大程度得到应用？它与数字心脏有什么关系？

潘毅院士：数字细胞，可以无限复制，做试验和教学用，成本比较低，这是个计算问题。

3D打印的心脏还是物理的，还不是真正元宇宙里面的数字心脏。数字心脏是虚拟的，实际上你摸不到，它是在数字世界构建一个数字孪生的心脏，通过分析心脏的生物学、物理学、化学的作用规律，研究心脏如何输血，它的好处就是，所有的反应它都会感受到，用它替代人体做试验已经足够。今后的药物趋于个性化、定制化，可通过数字心脏来判断病人需要的药量，大力推动智慧医药的发展。

当然，我们必须要做成数字心脏，建立一个模型，才能3D打印。假如我们没有用这个数字心脏去3D打印，那叫人工模拟，使得它像个心脏的样子。

顶端新闻记者：这会是未来医学发展的一个方向吗？ 

潘毅院士：有的3D打印是方向，譬如人到70岁腿部的很多骨头要坏了，那可以3D打印一个腿来做配置。

但心脏能否用3D打印，我觉得比较难。因为里面涉及到太多的血管等部件连接，能打印这么精准还是很难。3D打印一个模型，就是打印一个外表看起来很精准的东西，那里面怎么做得到呢？我也不太了解这方面情况，我觉得这是一个全新的很不容易的课题。

顶端新闻记者：你曾提到细胞数字孪生平台，这是个什么概念？

潘毅院士：数字孪生技术在元宇宙的场景里面可以表达的淋漓尽致一点。元宇宙是包罗万象的技术，能做的也是包罗万象的。数字孪生是元宇宙的一部分，可以借此做一些单一实验。

在国外，法国系统生物学公司Deeplife创建了一个这样的平台，科学家能够在计算机上快速测试细胞对候选药物研发的反应，利用数字孪生技术实现靶点识别和药物定向。

制药无非就是说要去找到一个小分子，使它与靶标有非常高的耦合度。如果我有了数字化的靶标，那么细胞也好，分子也好，蛋白质也好，都可以用数字化的方式表达，我们就可以用数字化的细胞、分子等来做实验。那个时候我们制药试验就可以接近零成本，就可以省钱省时。


看重哪些医疗元宇宙领域？

顶端新闻记者：医疗元宇宙范畴挺广，咱们团队选择做了儿童自闭症的早期筛查的元宇宙项目，这基于什么考虑？

潘毅院士：我原来就做儿童自闭症方面的研究，一开始用脑成像，也叫核磁共振图像，这个判断依据来源相对单一，后来我们逐渐加上行为学、基因学的理论、方法，甚至发现通过声音、步伐等，就能发现自闭症和非自闭症的区别。

这个跟元宇宙有什么关系呢？有很大的关系，特别在行为学里面。每个人对外部环境的刺激感受不同，反应也会有所不同。自闭症孩子没有最好的朋友，比较孤独，他会有一系列的行为反应。现在我们做的越来越多，通过声调、脸部表情、脸部是否对称、眼球的转动及睡觉时的呼吸、肌肉状态等，我们都可以拿出数据来预测。

回到元宇宙是同样的情况，孩子可以戴个3D眼镜，进入虚拟世界。在这里，他可以更自然、真实地把他的一些反应，传递出来。这个诊断也是有用的。

顶端新闻记者：医疗元宇宙还有哪些应用领域？

潘毅院士：一是元宇宙医疗培训，高度逼真的视觉技术，已经可以为身处VR环境中的实习医生、外科医生和医疗器械专家等，再现一个手术室场景，VR遥控装置已经便于医生在虚拟环境锻炼各类手术的实际操作。

二是元宇宙手术，虚拟人的存在会使给现实病人开刀的过程看得更清楚。

三是数字诊治，虚拟世界提供了一种沉浸式的环境，使得人们特别是精神病人，可以淋漓尽致的表达自己的感受，自然流露自己的表情，这样对诊断和治疗都有好处。另外，对于早期药物低成本研发、临床前的实验设计、临床试验、靶点发现等，AI及相关技术都可以派上用场。


首倡把“生命”带入元宇宙

顶端新闻记者：你是清华大学计算机工程硕士、美国匹兹堡计算机科学博士，长期从事计算机与生物信息领域的交叉研究，是全球生物信息学领域专家。相比单纯某种背景出身的人，你看到的世界是不是不尽一样？

潘毅院士：很多人还不懂怎么实现医疗与元宇宙的结合，即便懂一些，也只是个皮毛。那些只是把元宇宙当成一个工具的人，他们只是想着把所有的IT技术连接起来，但假如这个元宇宙没有“生命”，还是一堆死板的东西，那很难说他看的深入。

顶端新闻记者：所以你提出把“生命”带入元宇宙。

潘毅院士：对。什么意思呢？在虚拟世界，你可以创造数字的物，一台电视、一辆车也好，一个走动的人。甚至可以把邓丽君的数字人，做的与她一模一样，形似可以做到，甚至姿态、转动等都没问题，但有没有邓丽君的神，这是一个问题。

顶端新闻记者：怎么才能做到有“神”？

潘毅院士：有“神”一定要从分子、原子出发到细胞出发，把这个人用数字化刻画出来，达到生命体的境界，这就是我提出来的。很多人有局限性，比如搞超算说元宇宙主要靠超算算力，还有人说搞元宇宙需要用VR，还有人说数字孪生就是元宇宙，这都很片面。

你不要说就用你的直接投影就完了，干嘛要扩展呢？未来扩展就是要把所有的技术包容进去。我们现在的技术还不叫技术，就是一个愿景。我们需要6G，速度要快。我们需要把所有的设备连接起来，延迟尽可能短。我们可以与各方紧密合作，才能各个方面做的更好。


元宇宙发展三阶段论

顶端新闻记者：你有元宇宙发展三阶段论，目前算第几阶段？

潘毅院士：我是从数字人的角度来看这三个阶段的。第一阶段是虚拟数字人阶段，这时数字人能回答编设好的既定问题，第二阶段是数字人阶段，它已经具备一定逻辑思维能力，第三阶段是逻辑数字人阶段，数字人身上的原子、细胞、组织、神经、器官都可以用数字来表达，万事万物都用数据来表达。

我觉得当下勉强可以说到了第二阶段。最近AI领域很风靡的ChatGPT，这样一个小小软件，基本上你问的话，它都可以勉强作答。不过，这个AI系统用在任何人身上都可以，邓丽君也好，潘毅也好，你也好，用的都是一个系统，它没有个性化，也没有个体的神。它只能说是一个比较简单的包罗万象的数据库和AI系统。

到第三阶段，数字人更像一个“生命体”，或者说数字人有了“生命”。你说一个笑话，它可能就会会心的微笑。敲它一下，它能感到疼。这时，它的神经已经可以通过数字化方式表达出来。

顶端新闻记者：要达到有“神”的阶段，需要多长时间？这个时长是从哪些维度研判出来的？

潘毅院士：IT技术发展是很快的。现在看到的细胞数字化了，心脏数字化了。不久的将来，我希望有小小的老鼠可以数字化。如果小小的老鼠5-10年可以数字化，我们做实验、做药物的筛选，就不需要生物实验了，在数字老鼠上做就可以。从这个意义上预测，我们假如再过30-50年，也许人就可以数字化了。

但是30-50年还不一定准，因为所谓的模拟、所谓的数字化，还有一个标准的问题。比如我们举个例子，这个邓丽君在虚拟世界里，你做好了，做成功了，也许五年以后就能做好，但是所谓虚实相近的意思，包含眼神相近、眼珠相近、说话相近，它的里面的数字相近，血压的流动相近等。既有生命体症的相近，也有神的相近。

顶端新闻记者：多少才算相近呢？

潘毅：百分之七八十，就好，但也有人说要差不多逼近99%，这就涉及能在多长时间、多大程度上实现，30-50年也有些时间缓冲的意思在里面。


当下对脑科学的研究，就像盲人摸象

顶端新闻记者：要达到您说的逻辑思维能力、神经感知能力，计算机或者生物信息技术要在哪些方面获得突破？您能否简要介绍一下需要达到什么样的技术水平？

潘毅院士：生物技术，这个反而是重要的问题，这也是为什么我要介入生物技术的原因。我们现在的脑科学还太简单，连起来的神经元只有1000个的话，去研究什么规律，还是太少。

我们对脑科学的研究，就像盲人摸象，才摸到了一个脚，摸到了一只鼻子，我们甚至没摸到一个器官，只是摸到了大象一只脚上的一根毛上的毛尖。这么去研究，跟去研究大象差距太大了，所以当务之急，我们还需要继续把人类大脑的反应、脑的功能搞清楚。搞清楚生物技术，算力提升，速度提升，低延时，未来计算机可以做到更多。

顶端新闻记者：就您了解，国内有往这个方向努力的吗？

潘毅院士：努力肯定有的，科学家肯定每个小时都在做，但这个东西实际上太难了，绝大多数公司肯定不会去做的，为什么？刚开始赚不到钱。说实在的，假如按我的想法，这个投资周期太长。一所大学，一个几十号人的团队，不太可能做这么大规模的研究，所以还需要更多成熟的大公司承担这些挑战，主动牵头去做这方面的事情。

谷歌去做一个ALphaGo围棋，做出来干嘛呢？看似没用，但它突破了围棋ALphaGo以后，其它很多方向也就突破了。我也希望比如华为，做一个东西来表达和布局自我对未来的判断，不只是为了赚钱。


未来怎么跟有“神”的数字人打交道？

顶端新闻记者：虚拟世界目前以外形为主，缺少内核，缺少神，但虚拟人有了“神”，既让人憧憬，又感觉有点小恐怖。

潘毅院士：这是一个发展过程。这个神实际上是说要体现一个人主要的文化背景、思想体系。譬如你是山东人，饮食也好，文化的遵循也好，与江苏人总有不同。

如果你我的虚拟人做出来以后，语音、语调都一样，就没意思了。3D打印出来两个人，说话、动作都很逼真，这没问题，口音要特别标注出来，这是差异，但仅仅口音不同是不够的，我们对于一个事物的理解和反应，南北都有差距。我们与中东人、美国人就更有差距，这些怎么体现出来？那当然要用数据支撑的AI体现出来。

最终这个“神”是指什么？就是说要能体现一个人的逻辑、思维、观念，他的文化背景，他的推理能力。有的人就没推理能力，那么怎么把每个不同的人的这种情况融进去，这是一个内在的东西。

顶端新闻记者：你还提到神经感知能力。

潘毅院士：对，神经感知能力就是说你所有的神经怎么搭在一起。不同神经元的连接，造就千变万化的人。现实社会，有人厚脸皮，有人薄脸皮。薄脸皮，你说什么都脸红；厚脸皮，他甚至偷了东西，还嘴硬，还神气。在虚拟世界怎么把这种区别训练出来，就是通往有“神”之路。

顶端新闻记者：未来这些有形有神的数字人，人类怎么跟它们相处？

潘毅院士：这也是我经常思考的问题，其实也是个很难回答的问题。电视关机了，邓丽君就没了。把一个人造在元宇宙世界里，那它就是永存的。不同在于，现实世界的人每天细胞在分裂，在死亡，在慢慢老化。元宇宙世界的它，是否也要这么去数字化，使得它一起老化、衰老，这是个问题。

假如一个人不让数字人老化，当他80岁时，他还有一个60岁的数字人，他可以给数字人很多建议，这是好的一面，但坏的一面是，假设年轻时娶了一个25岁的漂亮老婆，素质能力都很高，他不让老婆的数字人同步长大，希望这个数字人永远都是25岁，他到60岁以后会怎样？他慢慢变老，跟他老婆一模一样的数字人却永葆青春。现在已经有新闻爆出虚拟性侵，跟数字人有性生活，这算不算违法违规？会不会产生问题？这都值得考虑。

这种场景在虚拟世界会很寻常，但这个虚拟世界怎么运作，也是今后人类，甚至下一代人要考虑的问题。这里面涉及很多规则、伦理的设计，还需要法律和规范社会发展的伦理道德来管束这个问题。


AI超级医生的局限

顶端新闻记者：刚才你提到，脑成像需要创造一种场景，让精神病患者置身在这个场景中很放松，以便于把一些潜在的影响病情的因素流露出来，怎样设计才能做到这一点？

潘毅院士：你问的很好。我们在诊断自闭症患者时，要有一个问卷，比如说30个问题，跟病症有关联的，包括心脏疾病长期怎么设计这个问卷，这叫软科学。这就需要相关学科的医生来建议怎么做，为什么问这30个问题，不问别的问题？

ADD就是我们那个attention disorder disease。Attention就是注意力不能集中。中文叫多动症，这个问题在元宇宙里怎么设计？你就可以设计一个比较intensive的游戏。这个游戏可以使他们集中注意力，玩一两个小时不放手，就有可能缓解多动症，以后到了教室，就可能集中注意力一两个小时没问题。

这是一个guide line，就是一个基本想法。那究竟怎么去设计游戏，里面是坐摩托车还是过山车，是跳水还是跳海，这个就要医生慢慢摸索。可能我们一步就做出了规则，但沉浸式的场景如何实现，这里面涉及医生的仪器、试验、设计的过程，就像设计问卷。

当然也可以让懂元宇宙的人参与进来，但首先的是，要告诉他们我们要做什么，能做什么，不能做什么，毕竟问卷设计，只有专业的人才能做。

顶端新闻记者：现在也有AI超级医生的说法，可以把很多老医生的经验都附加到一个数字医生身上，你怎么看AI超级医生？ 

潘毅院士：还是刚才说的问题，这个虚拟医生，没有神，来自于AR，实际上只是一个脸。这个面孔说话给你感觉好像是个真的，其实还是假的，对吧？你问他我口干舌燥大概得了什么病，它也回答得了，估计能处理一些比较现成的、输入答案的问题，现在也就做到这一步，还是一个简陋的元宇宙。

如果要做一些个性化、差异化处理，需要灵活机动反应的，还不行。某个人是否适合开刀，每个医生的诊断不一样，治疗的开放和保守程度不一样，就涉及个性化的医生推荐问题，现在还做不到。按我说的，这里面要有“神”存在，要做到把精神什么的灌输进去。

顶端新闻记者：你怎么看可穿戴设备，包括脑机接口，未来在医疗领域的应用？

潘毅院士：脑机接口、穿戴式设备，在医疗领域实际上就是IOT，就叫物联网。这些设备的关键就是收集数据。这是元宇宙的一部分，这些技术发展了，元宇宙才能综合发展，但也并非说穿戴设备好了，元宇宙就做成了，这只是元宇宙的衣服而已。如果真有一种设备为大家乐意接受，很普及，随时随地就可以持续对一个人进行测试，当然对病情的诊断有利。

顶端新闻记者：前些年有一个说法：跨界打劫。未来会不会有一些穿戴设备、脑机接口公司，直接跨界到医疗领域，占山为王？

潘毅院士：我们搞元宇宙，基本上还只是个手段，就像刚才说的问卷和沉浸式的场景内容，由谁设计？还是要有医院医生，对吧？医生决定设计100个问题，明年有新的研究文章出来，又要加20个，这个要由谁设计？这个过程有可能成就一个新行业、新公司，但是还是要跟传统行业合作才行，否则还是不能。


医疗元宇宙的终极目标

顶端新闻记者：有人说医疗元宇宙会改变当前医院的连接模式，彻底改变目前的就医逻辑和医患关系，你怎么看？

潘毅院士：这个倒是有可能，你现在在一个县城医院，你可能会觉得不放心，要到省城甚至北，以后在元宇宙里面问诊，你也不用怀疑这个医生的水平，因为元宇宙的医生可以拷贝成千上万的名医的水平，但他可能说错，那也没办法，但你知道这个医生水平还是最高的之一，或许就不会生气。很多变化需要过程。

顶端新闻记者：未来，从就诊、确诊、治疗到康复，可以在元宇宙里实现吗？有什么可畅想的？

潘毅院士：局部可以用元宇宙实现，但我相信还是要有在医院病床上的照顾。康复的问题，也许太遥远一点，我还没有往这个方向多想。

顶端新闻记者：医疗元宇宙的终极目标是什么？你怎么描述其未来的理想场景？

潘毅院士：我们也只能看一步走一步，我认为的终极目标是说，我们能把虚实世界连接的非常好，病人也好，医生也好，可以很自如地在现实与虚拟世界中来回穿梭，可以让医生感受患者内心的物理性质，比如你在物理世界可能跳不了多高，但在虚拟世界，嘭一下跳到山上都有可能，这种感受有了以后，很多基础的反应，就可以体验出来，诊断出来。

再比如，现在锻炼，多大程度上对心脏有好处；我们跑步，怎么算激烈运动？我面向虚拟宇宙，也要跑步，但我人真正没动那么多，这是否可以锻炼我的心脏？在虚拟世界，我跳山上，再跳下来，是不是会加重心脏负担？这个东西还有待研究。

怎么在虚拟世界体验人生，达到诊断、锻炼和康复都更加有效，这是一个方向。如果要描述医疗元宇宙终极方向的一个理想状态，我的想法就是自如，来回自如。


元宇宙有中国道路之说吗？

顶端新闻记者：你具有国际背景，既是美国医学与生物工程院院士、乌克兰国家工程院院士、英国皇家公共卫生学院院士，也是中国科学院深圳理工大学计算机科学与控制工程学院院长、中民协元宇宙工委首任会长。目前医疗元宇宙在国内外处于什么发展态势，你有什么观察？

潘毅院士：元宇宙当下处于初步阶段，医疗也刚刚介入，主要在精神疾病的诊断、数字医疗、沉浸式的感觉方面有所涉及。其它方面言之过早，数字心脏还处在实验阶段，也很早期。国内外竞争也不太明显。

像上海呼吸物联网医学技术研究工程中心主任、复旦大学附属中山医院白春学教授，在医疗元宇宙方面走的比较靠前，他以BRM一体机辅助肺癌早诊为代表，早于2018年已经启动全球多中心AR辅助物联网医学临床研究，今年也出版了专著《未来已来——我们需要的元宇宙医学》。他希望通过全息构建技术-全面感知、全息仿真技术-智能处理等技术，实现直面名家零距离的元宇宙医学惠众愿景。

特别值得一提的，他牵头了元宇宙医学协会暨联盟创立，并邀请亚洲、美国、欧洲的医生和IT专家组成多学科专家组，明确了元宇宙医学的定义，即元宇宙医学是通过AR技术实施的物联网医学。大家达成共识，创立“元宇宙医学”的条件已成熟，可以将之用于教学、科普、会诊、分级诊疗和临床研究。

顶端新闻记者：国内外的优劣势，这些东西能看出一些端倪吗？

潘毅院士：中国的优势很明显，我们人多，数据多，这是一方面。另外，人工智能技术靠数据、算力和算法三驾马车，缺一不可。我们5G网络不错，速度高，低延时，我们AI整体也不错。

不过，元宇宙是集成技术，涉及技术方向多，像芯片等基础性的东西，我们做得不好，容易被釜底抽薪。中国的生物学水平，也还好，现在跟世界也比较接轨，但是我们还是要跟世界各地多交流才能学到别人的好东西，别人也学到我们的好东西。

顶端新闻记者：元宇宙有中国特色的发展道路之说吗？

潘毅院士：元宇宙提供了工具，设想能做什么，不能做什么，具体的内容肯定要有，要有设计。假如设计一个公园元宇宙，如果是中国公园，里面可能是中国的特色园林；如果是美国公园，可能是美国风貌的公园。技术可能是一样的，但国家历史、文化等背景不同，内容也会有所区别，所以发展道路一定会各有特色。