在虛擬看透現實,「數字孿生」承載人類多大的野心?
漫威著名IP《鋼鐵俠》系列電影里有一幕十分經典。
托尼·史塔克在設計、改進和修理鋼鐵俠戰(zhàn)衣的時候,并不是在圖紙或實物上進行操作,而是通過一個虛擬的影像映射來輔助實現的。整個流程下來,一個可視化、智能化、數字化的設計場景清晰地呈現在工程設計者的眼前。
這一幕,是人類對于未來設計場景最經典的幻想。
實際上,不僅僅是在《鋼鐵俠》系列電影有所展示,在大部分的科幻電影里,通過增強現實(AR)或虛擬現實(VR)來實現現實世界在虛擬世界的映射,進而輔助主角來完成場地觀測或工程設計的場景,很是常見。
這一幕,在目前人類的實踐中,也有一個特定的概念,即數字孿生。
在國內,隨著新基建的推動,工業(yè)互聯網的熱度持續(xù)升高。作為智能制造的關鍵技術,數字孿生也在工業(yè)互聯網探索的過程中受到更多的關注,并逐漸向智慧城市、智慧醫(yī)療、智慧建筑等領域擴展,成為當前科技領域的一大重點概念。
一、由“重”轉“輕”,「數字孿生」不可缺位
數字孿生,在普遍的認知里,更多是一個基礎性質的概念。
這一點可以從它的定義上來判斷。以目前廣泛采用的定義來說,數字孿生是指利用數字技術對物體、系統(tǒng)、流程的信息進行實時映射,完成虛擬仿真的過程。
簡單來說,就是以數字化的形式對現實實體和系統(tǒng)進行實時的虛擬仿真。
而對工業(yè)互聯網、智能制造、智慧城市、智慧醫(yī)療等未來的智能領域來說,虛擬仿真是必要的環(huán)節(jié)。因為,這解決的將是工業(yè)領制造、城市管理、醫(yī)療創(chuàng)新等領域由“重”轉“輕”的難題。
簡單以工業(yè)互聯網為例,若是要檢修一臺大型設備,現實世界需要考慮停工的損益、設備的復雜構造等等問題,再安排人員進行實地的排查檢測。毋容置疑,這是一個“重工程”。
但是,一旦實現數字孿生,檢測人員即可通過對“數字孿生體”的數據反饋,即可判斷現實實體設備的情況,完成排查檢修的目的。甚至在這個過程,都不需要停工,輕松完成。
如此來看,數字孿生在未來發(fā)展的基礎性與重要性不言而喻。
除此之外,從另一方面,我們也能看到,數字孿生與很多新興技術的關聯性是很強的,比如物聯網(IoT)、增強現實(AR)、虛擬現實(VR)等等。
但是,兩兩之間又是有所區(qū)別的。
比如數字孿生與物聯網。若要實現數字孿生,必須借助傳感器運行、更新的實時數據來反饋到數字系統(tǒng),進而實現在虛擬空間的仿真過程。也就是說,物聯網(IoT)是實現數字孿生的必然條件。
只要現實中的物體聯了網,能實時傳輸數據,才能對應的實現數字孿生。
再比如數字孿生與增強現實或虛擬現實。在虛擬空間模擬出來的模型或鏡像,如何呈現給設計人員,這便可以考慮用到增強現實(AR)或虛擬現實(VR)等技術。那么,可以這樣理解,增強現實或虛擬現實是數字孿生的輸出方式。
《鋼鐵俠》系列電影里,用到的就是這樣的一個方式,數字孿生的“鏡像”通過增強現實(AR)技術呈現給托尼·史塔克,幫助他直觀地對戰(zhàn)衣進行解構、設計、升級等等。
可以說,數字孿生在未來的技術矩陣里將處于一個非?;A的位置。而在新技術的價值閉環(huán)上,數字孿生也承擔著關鍵的一環(huán)。
二、從“現實”到“虛擬”,「數字孿生」探索進行時
“數字孿生”概念的出現,很大程度上為人類的未來想象提供了一條愈發(fā)清晰的探索之路。
如今,在各行各業(yè)都講究“智能化”、“網絡化”、“數字化”,而這些的實現恰是“數字孿生”應用落地所導向的標準。
所以不難理解,為什么從2016年起,Gartner連續(xù)四年都將“數字孿生”(Digital Twin)列為當年的十大戰(zhàn)略科技發(fā)展趨勢,持續(xù)看好數字孿生在未來發(fā)展的前景。
數字孿生的意義在于將實體的數據實時轉移到虛擬空間,為實現數字化、智能化、網絡化的產業(yè)模式提供了一個虛擬的底座。
在工業(yè)互聯網領域,三一智能裝備指數是當前國內非常典型的實踐案例。
三一智能裝備指數目前支持5類工程機械設備指數統(tǒng)計發(fā)布,分別為“挖掘機指數”、“混凝土機械指數”、“汽車起重機指數”、“攤鋪機指數”、“港口設備指數”。
其產品邏輯在于將現實的工程機械設備映射到虛擬網絡,對其狀態(tài)進行數據化的監(jiān)測、統(tǒng)籌和分析,形成相關指數,以此判斷宏觀經濟的現狀和趨勢。
當然,這樣的形式更多是停留在數據形式上的“數字孿生”,與科幻電影的場景仍舊有些差距。
為什么如此?上海海立(集團)股份公司智能制造推進辦主任曹進認為,數字孿生技術還處于初級階段,尚未廣泛普及。
“數字孿生是一個綜合性的技術,涉及多項技術,需要很多對應標準的接口,目前行業(yè)還處于一個比較初級的階段,標準化體系尚未構建完成?!碧┤饠祫?chuàng)副總裁黃慧敏也提出了類似的見解。
所以,這也導致了數字孿生能為產業(yè)發(fā)展帶來的價值和形式遠遠低于科幻電影所呈現的。
但是,這并不影響各大企業(yè)對于數字孿生技術的追捧。比起眼前的應用價值,數字孿生更重要的價值在于為未來發(fā)展提供更多的可能性。
雄安新區(qū)的市民服務中心地下綜合管廊的建設就是先建立管廊系統(tǒng)全數字模型,進行工程數字模擬、快速精確算量后才開啟,以此達到減少施工變更、有效控制成本的目的;杭州蕭山區(qū)的紅綠燈則通過阿里云ET城市大腦進行自動調配,來縮短救護車的通達時間,等等。
這一切的實踐少不了數字孿生的落地應用。
實際上,在目前BATH的智慧城市建設項目上,數字孿生都是不可缺位的一環(huán)。
在“現實”與“虛擬”之間來回跳轉,數字孿生成為人類探索未來發(fā)展最為關鍵,也是具備可行性的一條路徑。
三、重建另一個世界,「數字孿生」背后的野心
在這個探索的過程中,數字孿生也“充分”地暴露著人類的野心。
說是“鏡像”,說是“仿真”,其實人類在期望用數字化的技術在重建一個物件、一個系統(tǒng)、一個城市,甚至一個世界。
似乎有些天方夜譚,但是確實有企業(yè)致力于此。
比如51WORLD,作為數字孿生行業(yè)的知名企業(yè),其愿景就是創(chuàng)造一個真實、完整且恒久的數字孿生世界。為實現這一愿景,51WORLD啟動了「地球克隆計劃」,于每年12月舉辦地球克隆計劃發(fā)布會,向外界傳達計劃進程。
誠然,克隆地球,多么宏大——若是數字孿生能實現,所要實現的成果也不過于此。
然而,對于這樣的情況,也有行業(yè)人士有所擔憂,向“智能相對論”表示,“數字孿生本身就是一個超越現實的概念,很有科幻感。人們對這個概念的認知,也大多數來自科幻電影……并不是說潑冷水,而是覺得,遠離‘科幻感’或許更有利于當前數字孿生技術的發(fā)展?!?/p>
這個角度很有意思。
“智能相對論”也在思考,尚處于發(fā)展初期的數字孿生在技術、應用、市場上都不足以實現科幻電影呈現的場景。過度的宣傳難免會加劇人們對數字孿生的質疑,與其如此,倒不如抓住特定的場景,比如工業(yè)互聯網、智慧城市等領域,來發(fā)掘當前看得見的產業(yè)價值。
比起重建一個世界,當前的數字孿生或許更應該關注,如何重塑一個產業(yè)或是為企業(yè)創(chuàng)造價值。
現實還是虛擬,最終還是得回歸現實。

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