这项技术,让人类的“分身术”成为可能

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数字孪生这一概念其实很久之前就已经出现,那么,到底什么是数字孪生?数字孪生和元宇宙、虚拟偶像等概念,又有哪些区别?这篇文章里,作者分享了自己的看法,一起来看看吧。

1831年,法拉第发现了电磁感应,1891年,赫兹证实了电磁波的存在,自此,有线到无线通信成为可能,到1973年,美国摩托罗拉工程师马丁·库发明了第一部商业化手机,再到今天,人类进入移动互联时代。

而在现在乃至未来,随着AI、大数据、云计算、物联传感等信息技术的发展,人类大踏步进入到的是万物互联时代;将有机会实现科幻片里可能才会出现的场景,譬如这样的:

有一个跟你一模一样的你,试想一下,一样的长相特征,甚至思想意识都近乎趋同,你们共生在同一个世界……

可以替你买咖啡,替你试衣服买衣服,甚至替你工作出差;当你生病的时候,可以立马找人解救你,可以预测你会不会生病,你的心思ta都懂……当你哪里不舒服的时候,你的分身立马就可以定位你的病因告诉你……

乍一听似乎细思极恐,甚至不敢信,但是,真的不夸张;

要完成这样貌似在今天还被称之为“天方夜谈”的伟大设想,不得不提的一个技术概念,就是今天要说的“数字孪生”

一、什么是数字孪生呢?

数字孪生这个概念,其实很早就有了,最近几年在互联网圈的,大家应该也能经常看到这个词,也不稀奇,但同时很多人也并没有深究过;

数字+孪生,其实很好理解,无非就是分两步:

  1. “形”,即视觉表征:在互联网的数字世界里,1:1复制一个跟物理世界一模一样的孪生体;
  2. “神”——即实时互动:数字孪生体不仅外在表征一致,还要求跟物理实体通过算法、AI等技术实现数据层面的实时交互,可预测可互相作用和并存。

当然,赋予“神”,像前面提到的人类分身的伟大设想里,自身和数字孪生体相互作用和共生;这是数字孪生概念的终极目标,但不过按目前发展现状来说,只是满足了我们视觉看到的孪生,离思维和认知意识的孪生甚至互动,还为时尚早。

图注:艾瑞网对“数字孪生”的定义

这么来说的话,意味着可以无限复制任何一个城市、园区、人等一切物体实体,并进行“物理映射、虚实共生”,而实现这种目标的技术概念就是数字孪生;

那有什么价值意义呢?“ 我想一句话就足以表达:“以虚拟世界的最优解,来指导物理世界的最高效运行。”

这就像开了上帝视角,我难以想象该有多让人震撼!

二、同样还有这些热词,跟它大有区别

前几年,这些字眼很火热,甚至一度刷屏,在金融市场也掀起了一股投资潮;比如:

数字克隆人?数字人直播?虚拟偶像?全息影像?元宇宙?……

下图是一个数字人说话的画面。

网图,侵删!

同时伴随这些字眼出现的还有这些报道:

13年在周杰伦演唱会上看到了“复活”的邓丽君同台唱歌,同时也出现在2022年江苏卫视舞台上;

美妆达人柳叶熙一夜间涨粉百万,数字歌手洛天依,虚拟偶像入驻B站……

网图,侵删

乱花渐欲迷人眼,我不禁思考,他们跟数字孪生区别是什么呢?

首先,数字孪生是一个技术概念,元宇宙、数字克隆人、虚拟偶像可以说本质还是数字孪生的概念,只不过区别在于孪生程度的不同;但全息影像是不一样的,是利用光的折射和衍射原理,投出来固定位置的一个虚拟影像,并不是数字孪生的概念;(邓丽君的“复现”就是用的全息影像技术,它有固定的场景;不等同于数字孪生(不受固定场景限制)。

而数字孪生与元宇宙的区别还在于:

同样是在数字空间构建产物,数字孪生并不等于元宇宙,数字孪生是元宇宙的重要技术基础之一;

二者的区别在于前者强调复现物理对象的状态使其更加贴近现实,更多使用于B端领域,后者强调人及其感知,更加贴近C端消费场景。另外根据复杂程度,数字孪生可以分成5级,级别越高,数字孪生越强大。

网图、侵删

目前已基本发展停留在L3级别了。

这么强悍的技术概念在市场表现也是很亮眼。

三、市场表现及政策导向

企业投融资情况:根据艾瑞报告研究数据,自数字孪生从2017年步入增长期,行业的相关投融资事件起数及融资规模整体趋势劲猛增长,

根据IT桔子数据,2017年至2022年国内相关企业融资事件共计80起,融资总额82.6亿元。

2022年为融资热度高峰期,也是数字孪生高速发展期,2022年攀升至25.4亿元,通过A轮、战略投资及Pre-IPO事件融资频现。

从应用场景关注度较高来看,城市作为数字孪生最重要的落地场景,其次为制造。伴随着数字经济产业互联、工业互联网的发展驱动,数字孪生作为数字化转型的工具方法,也将作为孵化床,进一步拉动工业制造纵深化发展,做到全面感知、深度互联;

市场规模来说:根据信通院数据,数字孪生市场增长潜力大,具备广阔的发展空间。2022年全球市场规模达到77亿美元,同比增长57.1%,预计2025年市场规模达到305亿美元;

根据艾瑞报告数据:2022年中国数字孪生市场规模为104亿元,同比增长35.0%,伴随着各行业数字化转型的推进,数字孪生渗透率同步上升,预计2025年国内市场规模将达375亿元,极为可观。

政策导向来说:国家“十四五规划”大力推动“数字经济”产业发展的同时,数字孪生作为重要的推动引擎,除了加速完善修订产业相关技术标准体系外,对于数字应用层提出了纵深化发展的新要求,要求“从边缘浅层向核心深层加速拓展”,以便更好地融合智慧城市、智慧治理等应用层创新和发展;在政策出台部署层面有明显提速;

来自:艾瑞咨询研究网报告,侵删

四、数字孪生顶层设计架构

怎么实现“物理映射、虚实共生”呢?整体思路分为这几层:

  1. 描述层即几何建模(1:1复现物理世界的实体),这里面包含仿真建模渲染、地图类(比如GIS、BIM、CIM);
  2. 感知层:数据采集感知:依靠IOT、传感等多项感知互联技术,采集实体数据,实时同步沉淀,作为下一步自主智能化的基础;
  3. 智能层:依靠大数据、云计算、AI、仿真、5G等技术,可达到数字孪生体对物理实体的实时诊断、模拟预测、决策,甚至双向互动,并且通过AI可以拥有自我迭代能力。

整体顶层设计如下:

来自艾瑞报告资料、侵删

关键技术自然也主要以以下为主:

虽然近年来,仿真建模技术加快了数字孪生计算速度及模型构建效率及精度;

传感器微型化、集成发展,也赋予了更深层次的数据感知与获取;

包括AR芯片融合和VR的高算力,带来新型人机交互模式的同时,也提升拓宽数字孪生的应用空间。

在模型修正角度来说,也有AI工具机器人通过不断学习自主智能且动态修正。

但依旧也面临着这些挑战:

对于产业链中上下游各服务商来说,都有着很大的挑战;

来自:艾瑞咨询报告

五、雄安新区孪生城市建设

备受关注的雄安新区被称为“数字城市”,也是源于这是中国第一个全域实现现实与数字孪生建设的城市。

在已开工和即将开工的200余个重点建设项目中,雄安新区5G、城市大脑、城市计算中心等智能基础设施累计投资额超过100亿元,新建区域基础设施智慧化水平超过90%。(数据源来自雄安官网)

从下面这张新闻报道图中,很明确地表明了,在雄安城市规划中,数字孪生做为一大规划亮点:

在雄安这里,我们能看到科技的未来;

雄安拓展资料链接:

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4NzYzMjk4Mw==&mid=2247807837&idx=1&sn=231294cfdcf5ffc5918c203f08509476

同样,在不远的将来,我们可以给所有的新生儿建立独一无二的数字孪生体,它可以伴随着人的成长准确预测可能发生的疾病,并提供量身定制的预防和治疗方案,造福全人类。

未来,不敢想象!

相关学习拓展资料:

本文由@凯拉Kella 原创发布于人人都是产品经理,未经作者许可,禁止转载。

题图来自Unsplash,基于CC0协议。

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  1. 未来会不会大规模实施我不知道,但是我有一个学长就是用的数字孪生这个技术开的一家公司,这个产品作用于学生管理,比如有无上课发呆,开小差,在监控上都能显示出来,提一嘴,这个项目在大学生创新创业竞赛上还拿过奖,不过这是好几年前的事情了,他这个技术是在德国那边学到的。这些全是我们老师讲的。仅供参考

    来自湖南 回复
    1. 这不算数字孪生把,监控?

      来自陕西 回复
    2. 监控,那是视频分析,话说现在大华,海康摄像头很多算法都集成了,只要对接取分析结果就行了

      来自山东 回复