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)。

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2020-08-11
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