“數(shù)字孿生”正款款走來

“數(shù)字孿生”指現(xiàn)實(shí)世界事物的虛擬表現(xiàn)，融合了人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、元宇宙、虛擬現(xiàn)實(shí)以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，致力于創(chuàng)建出真實(shí)物體、系統(tǒng)或過程的數(shù)字模型?？茖W(xué)家們可以修改這些模型的參數(shù)，以研究這些改變對真實(shí)物體或系統(tǒng)等的影響，而成本僅為在現(xiàn)實(shí)世界中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所需成本的一小部分。近年來，一些真正具有開創(chuàng)性的“數(shù)字孿生”范例不斷涌現(xiàn)，激勵(lì)著業(yè)界，幫助推動(dòng)科學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程、制藥、體育等領(lǐng)域的發(fā)展。

人腦或許是宇宙中最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，對其進(jìn)行數(shù)字模擬極其困難，充滿巨大的挑戰(zhàn)。由歐盟資助的“神經(jīng)孿生”項(xiàng)目旨在模擬患者的腦，以建立模型，預(yù)測刺激對治療神經(jīng)系統(tǒng)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。研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃2023年啟動(dòng)臨床試驗(yàn)，創(chuàng)建約60名阿爾茨海默病患者大腦的數(shù)字模型?！吧窠?jīng)孿生”團(tuán)隊(duì)表示，如果研究順利，這種數(shù)字模型可以顯著改善患者預(yù)后以及對棘手腦部疾病的了解。同時(shí)，醫(yī)生也能借此真正幫助腦疾患者，利用物理和數(shù)學(xué)的力量解碼大腦。

盡管聽起來有點(diǎn)像天方夜譚，但科學(xué)家們目前也正在研究和開發(fā)人的“數(shù)字孿生”。2016年，美國通用電氣前首席執(zhí)行官比爾·魯赫預(yù)測，總有一天，每個(gè)人出生時(shí)就有一個(gè)“數(shù)字孿生”，當(dāng)生病時(shí)，可用于設(shè)計(jì)定制治療方案，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(dú)特的基因組，這些“數(shù)字孿生”可以預(yù)測不同藥物的療效，從而在患病時(shí)提供最佳治療方案。這將最大限度地減少因患者的遺傳因素而無法奏效的治療方案，并延長壽命。

當(dāng)然，人腦和人的“數(shù)字孿生”會引發(fā)一系列倫理問題。倫理學(xué)家認(rèn)為，重要的是人們能夠控制自己的“數(shù)字孿生”的使用，保障自己的自主權(quán)和隱私不受侵犯。

中國上海城市運(yùn)營管理中心為這個(gè)擁有2 600萬居民的城市建立了“數(shù)字孿生”模型，模擬了10萬個(gè)要素，從垃圾處理和收集設(shè)施，到電動(dòng)自行車充電基礎(chǔ)設(shè)施、道路交通以及公寓樓的大小和位置。該“數(shù)字孿生”的創(chuàng)造者利用衛(wèi)星和無人機(jī)數(shù)據(jù)構(gòu)建生活模型，正在幫助當(dāng)局規(guī)劃和應(yīng)對新冠肺炎疫情。此外，它還可以用來模擬洪水等自然災(zāi)害的影響，幫助相關(guān)部門制定應(yīng)對計(jì)劃。

“數(shù)字孿生”作為一種創(chuàng)建城市虛擬模型并模擬政策情景的新技術(shù)，可能會改變城市規(guī)劃的游戲規(guī)則。比如，美國洛杉磯交通部與開放移動(dòng)基金會合作，創(chuàng)建了該市交通基礎(chǔ)設(shè)施的“數(shù)字孿生”模型。首先，它對微移動(dòng)解決方案，例如該市的共享自行車和電動(dòng)滑板車網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況進(jìn)行建模，之后，它將擴(kuò)展到包括共享乘車服務(wù)、拼車以及其他可能出現(xiàn)的新的移動(dòng)解決方案，如自動(dòng)出租車、無人機(jī)等。

洛杉磯索菲體育場現(xiàn)在有了自己的“數(shù)字孿生”。這個(gè)“數(shù)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。由于體育場本身正在建設(shè)中(從2020年開始)，它將從公園運(yùn)營的各個(gè)領(lǐng)域?qū)崟r(shí)收集數(shù)據(jù)，并將其集成到一個(gè)平臺上，用來回答人們提出的問題，從希望使用該空間的活動(dòng)組織者到維護(hù)和清潔人員，都可以通過“應(yīng)用商店”模式與這個(gè)“數(shù)字孿生”互動(dòng)。

(來源：《科技日報(bào)》)