“數字孿生”正款款走來
【科技創新世界潮】
“數字孿生”指現實世界事物的虛擬表現,它無疑是目前最熱門的技術趨勢之一。“數字孿生”融合了人工智能、物聯網、元宇宙、虛擬現實以及增強現實等技術,致力於創建出真實物體、係xi統tong或huo過guo程cheng的de數shu字zi模mo型xing。科ke學xue家jia們men可ke以yi修xiu改gai這zhe些xie模mo型xing的de參can數shu,以yi研yan究jiu這zhe些xie改gai變bian對dui真zhen實shi物wu體ti或huo係xi統tong等deng的de影ying響xiang,而er成cheng本ben僅jin為wei在zai現xian實shi世shi界jie中zhong進jin行xing實shi驗yan所suo需xu成cheng本ben的de一yi小xiao部bu分fen。行xing業ye分fen析xi師shi估gu計ji,到dao2026年,“數字孿生”市場可能達到近500億美元。
全球很多企業都致力於在其開發、生產等過程中應用“數字孿生”技術,從複雜設備的工程設計到3D沉浸式環境,再到精確醫療和數字農業等。近年來,一些真正具有開創性的“數字孿生”範例不斷湧現,激勵著業界,幫助推動科學、醫學、工程、製藥、體育等領域的發展。美國《福布斯》雙周刊網站在最近的報道中,列出了目前最有趣以及最具創意的“數字孿生”範例。
人腦
人腦或許是宇宙中最複雜的結構,對其進行數字模擬極其困難,充滿巨大的挑戰,但這並沒有阻擋人們探索和嚐試的步伐。
由歐盟資助的“神經孿生”項目旨在模擬患者的腦,以建立模型,預測刺激對治療神經係統疾病——包括癲癇和阿爾茨海默病的影響,以找到這些疾病的最佳治療方法。過去也有其他科研團隊嚐試模擬大腦的各個方麵,但“神經孿生”是第一個專注於建模大腦的電磁活動和生理學的項目。研究團隊計劃2023年啟動臨床試驗,創建約60名阿爾茨海默病患者大腦的數字模型。
“神經孿生”團tuan隊dui表biao示shi,如ru果guo研yan究jiu順shun利li,這zhe種zhong數shu字zi模mo型xing可ke以yi顯xian著zhu改gai善shan患huan者zhe預yu後hou以yi及ji對dui棘ji手shou腦nao部bu疾ji病bing的de了le解jie。同tong時shi,醫yi生sheng也ye能neng借jie此ci真zhen正zheng幫bang助zhu腦nao疾ji患huan者zhe,利li用yong物wu理li和he數shu學xue的de力li量liang解jie碼ma大da腦nao。
人
盡管聽起來有點像天方夜譚,但科學家們目前也正在研究和開發人的“數字孿生”。
2016年,美國通用電氣前首席執行官比爾·魯赫預測,總有一天,每個人出生時就有一個“數字孿生”,當生病時,可用於設計定製治療方案,還可以模擬生活方式對其長期健康的影響。此外,利用患者獨特的基因組,這些“數字孿生”keyiyucebutongyaowudeliaoxiao,congerzaihuanbingshitigongzuijiazhiliaofangan。zhejiangzuidaxiandudijianshaoyinhuanzhedeyichuanyinsuerwufazouxiaodezhiliaofangan,bingyanchangshouming。
當然,人腦和人的“數字孿生”會引發一係列倫理問題。比如,患者死後,其數字孿生應該如何處理?對此,倫理學家認為,重要的是人們能夠控製自己的“數字孿生”的使用,保障自己的自主權和隱私不受侵犯。
城市
中國上海城市運營管理中心為這個擁有2600萬居民的城市建立了“數字孿生”模型,模擬了10萬個要素,從垃圾處理和收集設施,到電動自行車充電基礎設施、道路交通以及公寓樓的大小和位置。
該“數字孿生”的(de)創(chuang)造(zao)者(zhe)利(li)用(yong)衛(wei)星(xing)和(he)無(wu)人(ren)機(ji)數(shu)據(ju)構(gou)建(jian)生(sheng)活(huo)模(mo)型(xing),正(zheng)在(zai)幫(bang)助(zhu)當(dang)局(ju)規(gui)劃(hua)和(he)應(ying)對(dui)新(xin)冠(guan)肺(fei)炎(yan)疫(yi)情(qing)。此(ci)外(wai),它(ta)還(hai)可(ke)以(yi)用(yong)來(lai)模(mo)擬(ni)洪(hong)水(shui)等(deng)自(zi)然(ran)災(zai)害(hai)的(de)影(ying)響(xiang),幫(bang)助(zhu)相(xiang)關(guan)部(bu)門(men)製(zhi)定(ding)應(ying)對(dui)計(ji)劃(hua)。
交通基礎設施
“數字孿生”作為一種創建城市虛擬模型並模擬政策情景的新技術,可能會改變城市規劃的遊戲規則。
比如,美國洛杉磯交通部與開放移動基金會合作,創建了該市交通基礎設施的“數字孿生”模(mo)型(xing)。首(shou)先(xian),它(ta)對(dui)微(wei)移(yi)動(dong)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),例(li)如(ru)該(gai)市(shi)的(de)共(gong)享(xiang)自(zi)行(xing)車(che)和(he)電(dian)動(dong)滑(hua)板(ban)車(che)網(wang)絡(luo)的(de)運(yun)行(xing)情(qing)況(kuang)進(jin)行(xing)建(jian)模(mo),之(zhi)後(hou),它(ta)將(jiang)擴(kuo)展(zhan)到(dao)包(bao)括(kuo)共(gong)享(xiang)乘(cheng)車(che)服(fu)務(wu)、拚車以及其他可能出現的新的移動解決方案,如自動出租車、無人機等。
體育場
“城市中的基礎設施,從燈杆到建築物,都是可以數字化的。這些數據可以創造價值,例如預測分析。”Willow公司北美首席執行官凱文·丹尼希說。Willow是一家在全球範圍內銷售其WillowTwin“數字孿生”平台的澳大利亞企業。
洛杉磯索菲體育場是洛杉磯公羊隊和閃電隊等美國國家橄欖球聯盟球隊的主場,同時也是Willow公司的客戶,它現在也有了自己的“數字孿生”。
這個“數字孿生”不僅涵蓋體育場本身,還包括周圍占地300英畝的好萊塢公園。由於體育場本身正在建設中(從2020年開始),tajiangconggongyuanyunyingdegegelingyushishishoujishuju,bingjiangqijichengdaoyigepingtaishang,yonglaihuidarenmentichudewenti,congxiwangshiyonggaikongjiandehuodongzuzhizhedaoweihuheqingjierenyuan,doukeyitongguo“應用商店”模式與這個“數字孿生”互動。
索菲體育場和好萊塢公園董事總經理傑森·加農說:“我們的目標是提供一種新型的粉絲和遊客體驗,為此我們需要一個全麵的、數據驅動的視角,來了解這個項目的所有組成部分之間是如何連接起來的。”
特斯拉售出的每一輛車
特斯拉公司成功的背後,也有“數字孿生”技術的功勞。2011年,這家企業成立了“設計工作室”,賦予其工廠“數字孿生”能力。特斯拉公司利用從汽車傳感器收集並上傳到雲端的數據,對其每輛汽車進行數字模擬。特斯拉將“數字孿生”模型作為所有數據的載體,在此基礎上進行分析和製造,這個流程不斷循環、改進,為公司生產的每一輛汽車提供數字化解決方案。
zheshidegaigongsiderengongzhinengsuanfanenggouquedingqichedeguzhangheqizuikenengfashengdeweizhi,zuidaxiandudijianshaochezhujiangweixiuhebaoyangdexuyao。zheyejiangdilegongsidechengben,gaishanleyonghutiyan,shikehugengjiamanyi,yingdehuitoukedejihuiyegengda。
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