项目来了丨它25秒就能建好一张脸的3D模型，却不是为了解锁你的iPhone X

在电影《整容日记》里，女孩晶晶和薇薇因为整形而走上了截然不同的人生路。

晶晶因为长相不够出众而被男友分手、被工作拒之门外，她下决心从割双眼皮开始改变自己。因变美而变得有自信的晶晶不久后找到了工作，又相继做了隆鼻、填充下巴等整形手术。看到晶晶收获了工作和爱情，薇薇也起了整容变美的心。

（动图来源：电影《整容日记》）

不过薇薇的变美之路并没有晶晶那么一帆风顺。薇薇和医生沟通不顺畅，手术效果总达不到她预期，她只能一遍又一遍地做手术修正。

（动图来源：电影《整容日记》）

如果薇薇能晚几年再做手术，结果或许不是这个样子。近几年来，3D虚拟仿真技术越来越成熟。有些医院已引进了相关设备，医生和爱美者之间在术前通过三维图像沟通整形方案。医生在软件中为3D模型整形，把术后的效果呈现给患者看，这一定程度上规避了因医患沟通不畅所导致的整形失败的风险。

中国科学院深圳先进技术研究院集成所智能设计与机器视觉研究室主任宋展研究员团队已经有“机器人+3D虚拟仿真系统”的落地化成果。团队还转化和成立了深圳中科智美科技有限公司，入驻了中科创客学院。目前，采集并构建3D模型的整个过程只需25秒，精度达到全行业里最高的水平。不久后通过软件升级、硬件迭代，整个过程只需要10秒，精度还可以继续提高。

（在3D虚拟仿真系统中，医生可以为患者实现虚拟整形，呈现术后效果。动图来源：深圳先进院）

怎样才美？答案藏在3D虚拟仿真系统中

（动图来源：先进院）

这台胖嘟嘟、略带呆萌气质的机器人就是搭载了3D虚拟仿真系统的机器人。患者用身份证在机器人头部“打卡”后，就可进行正脸和侧脸的面部数据采集。机器人两臂上的扫描仪发出结构光，25秒后，患者的脸部3D模型就会显示在在医生那端的电脑屏幕上。在电脑软件里，医生可以根据患者想要整形的部位进行整形“预演”。

中科智美的负责人苏全新介绍，这是一台工业级精度扫描的机器人。资深果粉也许知道，iPhone X的前置TrueDepth摄像头正是采用了结构光的方案，通过投射超过3万个光信息识别点，收集深度信息并经过算法分析，从而达到3D成像效果。这是新功能Animoji得以实现的关键技术。

（iPhone X TrueDepth摄像头。图片来源：网络）

而在这个3D虚拟仿真系统的机器人身上，一次扫描会投射超过300万个光信息识别点，精度可想而知。

苏全新进一步解释，“采用高精度的扫描后，打多少针玻尿酸，填充多少假体，整形部位会高多少、宽多少都会以量化数据的形式呈现在患者面前，而不只是概念化地描述整形效果。”

宋展说，这套设备并不是要指导医生在哪里打针还是动刀，而是为医生提供一个评估手术效果的可视化的工具，“可以让医生和求美者的意思在第三方的媒介上很直观地表现出来。从医生的角度来看，到底能整成什么样子；从求美的人来看，到底想要整成什么样子。”

（经过机器人扫描后，患者的脸部3D模型呈现在软件中。动图来源：深圳先进院）

未来，采集并构建3D模型的全过程只要10秒

智能设计与机器视觉研究室和中科智美从2017年3月份开始组建团队，仅仅用了8个月的时间，就将一台成型的机器人交付给公立医院试用。

苏全新表示，研究团队之所以在3D虚拟整形行业方向明确、玩家众多的情况下还选择入局是因为在2017年以前，整个行业还是粗放型的，盈利相对容易，医疗美容机构没有动力购买机器人，但近两年，行业竞争激烈，客人越来越理性，便催生了虚拟手术的要求。这让他们看到了机会。

（图片来源：深圳先进院）

研究室在计算机视觉3D重建、模式识别与人机交互领域具有深厚的研究基础。宋展长期从事3D视觉与检测领域的工业应用研究，工业级的高精度恰好是3D虚拟仿真系统需要的。中科智美的负责人苏全新拥有多年的医美相关三维产品研发与市场开拓经验。双方一拍即合。他们把工业级的全行业精度最高的扫描仪引入到医疗美容行业。

（机器人正通过扫描收集患者的面部数据。动图来源：深圳先进院）

苏全新介绍，除了不断优化高精度、采集和成像速度这些硬件指标，在机器人软件的操作上，团队也进行了优化。

“在医疗美容行业内，除了医生、咨询师外，其他的操作设备人员专业度不高、流动性大，如果软件设计得太复杂，医院培训人员的成本就增加了，所以我们把软件的操作简化，让年纪比较大的医生、咨询师和新上手的员工都能使用我们的软件。”

（3D虚拟仿真系统的操作页面，通过蓝色区域的变化可以看出，医生正在用软件为患者微整形。动图来源：深圳先进院）

目前，这套“机器人+3D虚拟仿真系统”已经推出了第二代产品，软件上已经迭代了三个版本，第四个版本马上完成。在四轮优化后，采集并构建3D模型的整个过程只需10秒，精度也会继续提高。

团队已经和南方医科大学、第四军医大学等医院，以及一些知名的医疗美容医院进行了合作。未来若市场明朗，不排除推出更智能的消费级产品。