潘佳卉 孫序慧 袁媛

（中國刑事警察學(xué)院治安與禁毒學(xué)院 遼寧省沈陽市 110854）

1 引言

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）技術(shù)是利用計算機(jī)模擬產(chǎn)生三維空間的虛擬世界，并模擬人在自然環(huán)境中的各種感知的高級人工技術(shù)；增強(qiáng)現(xiàn)實（Augmented Reality，AR）技術(shù)在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎(chǔ)上，疊加了真實世界的信息，使得虛擬信息與現(xiàn)實世界的信息在人的感覺空間同時存在，可以獲得與虛擬現(xiàn)實場景中不同的互動體驗。多地已經(jīng)嘗試將VR 技術(shù)應(yīng)用到禁毒宣傳教育中去，正進(jìn)行著虛擬現(xiàn)實禁毒教育的相關(guān)研究工作，如內(nèi)觀療法解毒項目、經(jīng)顱磁刺激戒毒項目、虛擬現(xiàn)實毒癮評估與康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)等，這為科學(xué)戒毒、精準(zhǔn)戒毒提供了科學(xué)的技術(shù)支撐。眾多禁毒教育場館也開設(shè)了虛擬現(xiàn)實專區(qū)，積極落實虛擬現(xiàn)實禁毒教育的相關(guān)工作。

然而，由于禁毒方面的理論指導(dǎo)并沒有及時跟進(jìn)，產(chǎn)生了一系列教育結(jié)果偏離目標(biāo)的問題。利用人工智能的方式可以將數(shù)據(jù)和不同模塊素材進(jìn)行推理、運用CBR（Computer Build Report）系統(tǒng)智能決策出最接近教育對象所需教育目標(biāo)場景，使得通過用戶前端調(diào)研匹配到的虛擬現(xiàn)實場景能夠更有效地表達(dá)期望知識點，有效避免了教育目標(biāo)和虛擬現(xiàn)實場景設(shè)計帶來的教育結(jié)果之間的不對稱問題；此外，對于已有的禁毒信息情報源，采用RBR（Richard Burns Rally）系統(tǒng)對當(dāng)前毒品現(xiàn)狀（事實）進(jìn)行處理，展現(xiàn)情報產(chǎn)品，再運用VR/AR 技術(shù)轉(zhuǎn)化產(chǎn)品，在虛擬的數(shù)字化環(huán)境中通過人機(jī)交互，加強(qiáng)教育對象對于毒品相關(guān)信息的認(rèn)知和記憶。

虛擬現(xiàn)實場景計劃采用虛幻4 引擎開發(fā)，依托其一流的渲染效果和用戶體驗，幫助教育對象實現(xiàn)在自然語義狀態(tài)下的深層次理解；通過宣傳教育內(nèi)容的精細(xì)化分類，對整個系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)算法研究和功能開發(fā)的理論研究。借助虛幻4 引擎工具實現(xiàn)相關(guān)虛擬現(xiàn)實內(nèi)容，通過visual Studio 2015 的開發(fā)環(huán)境，對相關(guān)界面內(nèi)容提出設(shè)計方案。

目前，我國禁毒宣傳教育仍然存在教育指向不精準(zhǔn)、手段創(chuàng)新不多等問題，缺乏系統(tǒng)全面、針對不同教育對象的精準(zhǔn)預(yù)防宣傳教育，不能適應(yīng)新時代全面精準(zhǔn)禁毒教育工作的實際要求，針對這也不足，本文開展相關(guān)研究工作。

2 VR/AR技術(shù)

VR/AR 技術(shù)設(shè)備不斷更新，系統(tǒng)設(shè)計也不斷創(chuàng)新。目前多地試水將VR 技術(shù)引入禁毒宣傳教育，使得教育對象主動參與毒品認(rèn)知、直觀了解毒品相關(guān)知識，更有利于促進(jìn)毒品防范意識的自我萌發(fā)。

2.1 VR/AR技術(shù)在禁毒領(lǐng)域的前沿應(yīng)用

目前VR 技術(shù)在禁毒宣傳教育上的應(yīng)用廣泛，主要包括：360度全方位展示現(xiàn)實相關(guān)毒品種類，真實呈現(xiàn)毒品樣式，通過多點觸摸查詢系統(tǒng)，可以將觸摸的毒品信息展示出來，學(xué)習(xí)者從而可以更為直觀、更為全面地了解毒品；動態(tài)擬真模擬吸毒后的不良反應(yīng)，讓學(xué)習(xí)者更加真實地了解毒品危害；并根據(jù)人體不良反應(yīng)和病變特征，制作相關(guān)模擬課程；展示如何在各種場所預(yù)防接觸毒品；通過VR 系統(tǒng)體驗種毒、制毒、販毒、吸毒等場景，科普毒品社會危害和法律知識；展示毒品對家庭帶來的危害等。

2.2 VR技術(shù)和AR技術(shù)的模塊組合設(shè)計

在智能禁毒推送平臺設(shè)計中，最重要的是如何通過教育對象的反饋使教育目的充分地通過VR/AR 技術(shù)表現(xiàn)出來，因此，需要對禁毒宣傳教育中各方面需要注意的問題進(jìn)行分類，制作成相應(yīng)的模塊使虛擬現(xiàn)實教育場景精準(zhǔn)地適應(yīng)巨大數(shù)量的目標(biāo)對象人群。虛擬場景的設(shè)計同樣可以借助人工智能技術(shù),將虛擬場景分為以下四個模塊，在不同模塊中創(chuàng)建素材。根據(jù)現(xiàn)場對教育對象的調(diào)查，有針對性地智能組合適合相應(yīng)對象的虛擬現(xiàn)實教育場景。

2.2.1 劇情模塊

為滿足不同教育目標(biāo)對象的不同教育需求、普及毒品在生產(chǎn)生活各方面的危害和影響，實現(xiàn)禁毒宣傳教育的精準(zhǔn)化教育，設(shè)立多個虛擬現(xiàn)實教育的劇情腳本。例如：

（1）毒駕；

（2）毒販抓捕；

（3）吸毒后的家庭問題；

（4）毒品違法犯罪的法律后果等。

2.2.2 背景模塊

根據(jù)教育對象的教育目標(biāo)以及教育對象所選定的劇情腳本，選擇虛擬現(xiàn)實場景的背景模塊。背景模塊的設(shè)計需要具有現(xiàn)實性，貼合大眾人群的生活景象。同時，可以根據(jù)不同地區(qū)的特征，設(shè)計符合當(dāng)?shù)靥卣骰蛘叨酒愤`法犯罪活動中常見的地點、場景，例如：

（1）以私家車為主場景；

（2）以城市街道或山地為主要場景；

圖1：智能禁毒推送平臺數(shù)據(jù)庫組成

圖2：智能禁毒推送平臺智能算法架構(gòu)[3] [4]

（3）以客廳居室為主場景；

（4）以強(qiáng)制戒毒所、法庭為主場景等。

2.2.3 毒品模型模塊

毒品模型是指通過建模技術(shù)，360°全方位立體展示毒品的三維模型。設(shè)計采用通過多點觸摸互動系統(tǒng)，采用計算機(jī)視覺技術(shù)和投影顯示技術(shù)，直接與虛擬現(xiàn)實場景進(jìn)行交互，通過觸摸虛擬現(xiàn)實場景中提示可展示的毒品信息，直接獲得立體、動感的體驗；同時利用嗅覺模擬器，對有味毒品的味道進(jìn)行識別，使教育對象更加直觀清晰地認(rèn)識毒品，從而及時發(fā)現(xiàn)、識別毒品，有意識地遠(yuǎn)離毒品。

在毒品模型的選擇上，除了常見的傳統(tǒng)毒品和新型毒品外，還需根據(jù)禁毒輿情所顯示的當(dāng)前毒品生產(chǎn)新情況，不斷建立新型毒品模型、更新毒品模型庫。如當(dāng)前的第三代新型毒品：郵票、聰明藥、0 號膠囊[1]等，及時更新這類偽裝性強(qiáng)的毒品信息并即使宣傳，對毒品預(yù)防工作中有著重要意義。

2.2.4 法律知識模塊

為增強(qiáng)毒品法制教育，普及涉毒法律后果，除在其他模塊中會運用的直接與毒品違法犯罪后果有關(guān)的劇情和場景，還計劃設(shè)計虛擬現(xiàn)實中的對話情節(jié)，把法律知識通過虛擬人物和被教育者的對話進(jìn)行表達(dá)，可以設(shè)置不同毒品違法犯罪行為具有何種法律結(jié)果進(jìn)行提問，在教育目標(biāo)對象回答完畢后，運用人工智能技術(shù)對回答進(jìn)行智能分析和語義了解，檢索回答與問題的匹配度，對不同的匹配度賦值并劃分，根據(jù)劃分再對教育目標(biāo)進(jìn)行回答或者再提問。

2.3 VR和AR在禁毒宣傳中的交互設(shè)計

VR/AR 的交互設(shè)計是通過產(chǎn)品的行為和界面，讓產(chǎn)品和教育目標(biāo)之間建立一種有機(jī)關(guān)系，從而達(dá)到有效的教育目標(biāo)。在禁毒宣傳教育中，引入VR/AR 的交互設(shè)計首先要考慮到可用性問題，即該交互設(shè)計的功能是否完備、是否便于教育對象理解教育內(nèi)容、教育結(jié)果是否有效、教育對象是否滿意等；其次，在可用性的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加教育對象的體驗感，調(diào)動宣傳教育對象在禁毒教育中的積極性。例如，運用AR 技術(shù)將仿真毒品疊加至虛擬世界中，不僅可以在教育對象拿起仿真毒品后感受毒品觸感，同時通過仿真毒品上的傳感器進(jìn)行實時投射，“看見”自己吸毒后的面容。

3 平臺設(shè)計

3.1 數(shù)據(jù)庫的組成

3.1.1 禁毒情報數(shù)據(jù)源

（1）中國禁毒輿情系統(tǒng)：情報搜集當(dāng)前毒品生產(chǎn)新情況，毒品流通數(shù)量和路線變化、吸食毒品群體趨勢等；

（2）涉毒人員在互聯(lián)網(wǎng)上的信息痕跡：通過大數(shù)據(jù)研判分析性質(zhì)，在打擊“互聯(lián)網(wǎng)+”制毒和販毒行為的同時，對毒品生產(chǎn)新情況、毒品販賣對象群體特征等毒品信息進(jìn)行把握，生成情報產(chǎn)品，儲存于數(shù)據(jù)庫中。

3.1.2 用戶現(xiàn)場調(diào)查。

為確定教育目標(biāo)的對象人群，根據(jù)教育目標(biāo)設(shè)立監(jiān)控指標(biāo)，以問卷調(diào)查的形式發(fā)放給用戶，實施收集結(jié)果，了解對象人群對于毒品和防毒的認(rèn)識，同時運用CBR 系統(tǒng)的相似度算法[2]，智能推理匹配素材組合場景的依據(jù)。同時，每一次問卷的提交都會轉(zhuǎn)換成新的數(shù)據(jù)儲存于調(diào)研庫中，不斷更新數(shù)據(jù)庫和擴(kuò)大數(shù)據(jù)量，成為實時獲取情報，生成情報信息產(chǎn)品的重要來源。

3.1.3 虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)現(xiàn)實素材資源

為實現(xiàn)精準(zhǔn)化的宣傳教育目標(biāo)，把場景中所需要運用到的人物、事件、地點等拆解為不同的素材模塊，在各個模塊中建立不同模型，再運用AI 技術(shù)智能組合符合教育目標(biāo)的組合場景，使虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實教育場景精準(zhǔn)地適應(yīng)巨大數(shù)量的目標(biāo)對象人群，從而使虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實在禁毒宣傳教育中實現(xiàn)科學(xué)化、精準(zhǔn)化的目標(biāo)。智能禁毒推送平臺數(shù)據(jù)庫組成如圖1所示。

3.2 智能算法

本虛擬現(xiàn)實平臺的推送設(shè)計的針對不同的推理對象采用不同的推理方法，提高和優(yōu)化了推送的執(zhí)行效率和完備性。

3.2.1 RBR 系統(tǒng)

RBR 系統(tǒng)就是基于規(guī)則的推理技術(shù)，在本平臺設(shè)計運用中，RBR 系統(tǒng)可以針對禁毒信息情報源實時監(jiān)測到的網(wǎng)絡(luò)上有關(guān)毒品的信息，借助RBR 強(qiáng)大的演繹推理能力，及時掌握并分析毒品生產(chǎn)新情況、毒品流通數(shù)量和路線變化、吸食毒品群體趨勢等數(shù)據(jù)，展現(xiàn)更加具有針對性、科學(xué)性的毒品情報產(chǎn)品。

3.2.2 CBR 系統(tǒng)

CBR 系統(tǒng)是一種基于案例分析的推理技術(shù)系統(tǒng)。在本平臺設(shè)計運用中，CBR系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)庫的問卷庫中不斷增加的個性化案例，尋找相似或同類的求解，一定程度上解決了知識表達(dá)困難或無法表達(dá)的問題；同時，CBR 系統(tǒng)擁有的自學(xué)習(xí)功能，保證了其推理能力的不斷增強(qiáng)。

CBR 案例檢索方法主要有：歸納推理方法、最近相鄰方法、基于知識的方法和基于模板檢索的方法。該平臺針對教育對象有關(guān)毒品信息的問題答案采集采用最佳相鄰法，從案例庫中找出與當(dāng)前情況距離最近的場景素材的方法。案例的每一個屬性均被指定或計算出一個權(quán)值，檢索案例時，根據(jù)權(quán)值求得輸入案例與案例庫中場景素材的各個屬性匹配程度的加權(quán)來挑選最佳匹配場景。智能禁毒推送平臺智能算法架構(gòu)如圖2所示。

3.2.3 可拓建模

在挖掘用戶核心需求的前提下，以服務(wù)模塊為基礎(chǔ)，運用可拓理論構(gòu)建大數(shù)據(jù)聯(lián)盟可拓服務(wù)模型，為用戶提供有針對性的決策支持服務(wù)方案，提升大數(shù)據(jù)聯(lián)盟決策層級數(shù)據(jù)聚合服務(wù)的效果。可拓學(xué)是以蔡文為首提出的一門運用形式化的模型，分析事物拓展可能性的新學(xué)科，鑒于其對多主體協(xié)同服務(wù)過程中矛盾問題的良好解析[5]。在識別用戶核心需求的基礎(chǔ)上，引入可拓理論構(gòu)建大數(shù)據(jù)聯(lián)盟的可拓服務(wù)模型。

構(gòu)建步驟分為三步：

第一步界定矛盾問題，大數(shù)據(jù)聯(lián)盟用戶需求和服務(wù)供給失衡矛盾，成為制約大數(shù)據(jù)聯(lián)盟健康有序發(fā)展的關(guān)鍵問題。在決策層級數(shù)據(jù)聚合服務(wù)過程中，大數(shù)據(jù)聯(lián)盟為用戶提供的不再是單純的產(chǎn)品，也不是純粹的服務(wù)，而是富有創(chuàng)造性地將產(chǎn)品與服務(wù)整合在一起的決策支持服務(wù)解決方案。比如在我們所研究的禁毒宣傳教育方向上，第一步就是要對禁毒宣傳教育中每一塊需要注意的問題分類，制作相應(yīng)的模塊使虛擬現(xiàn)實教育場景精準(zhǔn)地適應(yīng)巨大數(shù)量的目標(biāo)對象人群。

第二步針對問題，以大數(shù)據(jù)聯(lián)盟服務(wù)架構(gòu)為依托，運用可拓思維，根據(jù)成員企業(yè)合作中的業(yè)務(wù)關(guān)系，建立大數(shù)據(jù)聯(lián)盟的物元、事元和關(guān)系元。根據(jù)物元的定義，以事物“禁毒宣傳” N 為對象、 C為禁毒宣傳教育平臺特征、 N 關(guān)于 C 的量值 V 構(gòu)成的有序三元組。在本研究中具體應(yīng)用就是將虛擬場景分為四個模塊，分別為：劇情模塊、背景模塊、毒品模型模塊、法律知識模塊。在不同模塊中創(chuàng)建素材。

第三步，將服務(wù)模塊基元依據(jù)用戶的核心需求進(jìn)行可拓變換，以實現(xiàn)服務(wù)內(nèi)容合并、增添、刪減以及擴(kuò)散，形成可拓服務(wù)方案。接下來我們把把場景中所需要運用到的人物、事件、地點等不同的素材模塊，運用人工智能智能組合符合禁毒宣傳教育目標(biāo)的組合場景，使AR/VR 技術(shù)教育場景精準(zhǔn)地適應(yīng)巨大數(shù)量的目標(biāo)對象人群，從而使AR/VR 技術(shù)在禁毒宣傳教育中實現(xiàn)科學(xué)化、精準(zhǔn)化的目標(biāo)。

3.2.4 遞歸

遞歸就是在運行的過程中調(diào)用自己。將禁毒信息情報源的規(guī)則推理和案例推理得出的結(jié)果轉(zhuǎn)化問題不斷歸納簡化至每一個素材規(guī)定的屬性的基本情況，選擇滿足條件的邊界條件遞歸前進(jìn)，反之返回。同時不斷地計算在每一個模塊中，虛擬現(xiàn)實的素材是否符合禁毒信息情報源和調(diào)查問卷實施調(diào)查的結(jié)果或者其他材料所推理出來的素材的每一個屬性指定或計算的權(quán)值，當(dāng)遞歸結(jié)果符合權(quán)值時，結(jié)束遞歸。直至所有模塊遞歸結(jié)束后，達(dá)到所需教育目標(biāo)的全部目的，得到各素材模塊組合而成的完整虛擬現(xiàn)實場景。

4 總結(jié)與展望

隨著5G 時代的到來，5G 網(wǎng)絡(luò)以其超大帶寬、超低時延、海量連接、超高可靠性的特性,為VR/AR 技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，AR/VR 技術(shù)所需要的超高分辨率、全視角等技術(shù)瓶頸都有望突破。AR/VR 技術(shù)的衍生為社會各個領(lǐng)域發(fā)展帶來了全新機(jī)遇，并以其自身獨特優(yōu)勢，快速進(jìn)入了禁毒宣傳教育形態(tài)，即事件場景還原性與體驗性較高。而AR/VR 技術(shù)在教育形態(tài)中的快速普及，在很大程度上突破了宣傳教育傳播模式。基于 AR/VR的禁毒宣傳，豐富并多元化了媒介技術(shù)在禁毒宣傳教育中的應(yīng)用模式，并對既有宣傳形態(tài)形成了直接性的積極影響。AR/VR 技術(shù)出現(xiàn)前，禁毒宣傳教育都是平面化的，也就是所謂的二維模式，而AR/VR 技術(shù)出現(xiàn)后，基于新型媒介與技術(shù)，打破了二維模式局限，其既能夠全方位立體化呈現(xiàn)現(xiàn)象實際狀況，也即三維模式，又能夠基于 AR 技術(shù)實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實場景的有機(jī)重合，從而以多維模式展示，把場景立體化直觀反饋給用戶，生成在現(xiàn)場親身體驗事件的切實感受，以此轉(zhuǎn)變?yōu)槌两街鲃芋w驗。

總之，隨著 AR/VR 技術(shù)衍生，突破了傳統(tǒng)禁毒宣傳教育的傳播模式，實現(xiàn)了文字與視頻傳播向場景與體驗傳播的轉(zhuǎn)變。此外，AR/VR 技術(shù)還具備多感官全面參與以及聯(lián)動性。通過研究表明，此傳播模式的實用價值良好，值得大力推廣與應(yīng)用。對此，禁毒教育宣傳傳播模式應(yīng)根據(jù)自身實際情況適應(yīng)AR/VR 技術(shù)形態(tài)發(fā)展需求，在傳播內(nèi)容宣傳教育的時候，通過視覺化多維場景角度，充分掌握AR/VR 技術(shù)創(chuàng)造的真實性，確保AR/VR 在禁毒等各方面宣傳教育業(yè)態(tài)的順利穩(wěn)定發(fā)展[6]。