幻響未來全球追光?|數(shù)字孿生如何開啟未來？對話騰訊數(shù)字孿生負責人

在國產(chǎn)科幻電影《流浪地球2》里，圖恒宇將已離開人世的女兒“導入”強大的計算機，在數(shù)字世界里“復活”，她可以與現(xiàn)實世界對話，可以根據(jù)現(xiàn)實變化做出反應(yīng)，電影里的圖丫丫就是一個數(shù)字孿生體。

現(xiàn)如今，數(shù)字孿生不僅出現(xiàn)在科幻電影里，作為產(chǎn)業(yè)數(shù)字化核心技術(shù)之一 ，數(shù)字孿生已經(jīng)走到了聚光燈下。

2023成都世界科幻大會將于10月18日-22日召開，來自世界各地的科幻大咖和科幻迷將齊聚成都，在這座擁有4500年文明史的魅力之城，共襄這場科幻盛會。大會期間將舉辦“腦機接口-打開數(shù)字孿生時代的鑰匙”主題沙龍。紅星新聞記者就這一話題，邀請到騰訊云副總裁、騰訊數(shù)字孿生業(yè)務(wù)負責人張少宇展開對話，一起聊聊數(shù)字孿生的現(xiàn)在與未來。

當科幻場景走進現(xiàn)實

“在數(shù)字經(jīng)濟大潮下，數(shù)實融合成為千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主旋律。其中，數(shù)字孿生作為一項綜合性的技術(shù)應(yīng)用形式，是全真互聯(lián)的核心基石，也是騰訊全真互聯(lián)戰(zhàn)略的重要一環(huán)。”這也是騰訊成立數(shù)字孿生部門布局此領(lǐng)域的背景，騰訊云副總裁、騰訊數(shù)字孿生業(yè)務(wù)負責人張少宇對記者表示。

數(shù)字孿生，英文名叫Digital Twin（數(shù)字雙胞胎），也被稱為數(shù)字映射、數(shù)字鏡像。簡單來說，數(shù)字孿生就是創(chuàng)造了一個數(shù)字版的“克隆體”。從內(nèi)涵定義上看，數(shù)字孿生是對物理實體的數(shù)字化表達，以歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，融合幾何、機理、數(shù)據(jù)驅(qū)動等多種數(shù)字模型，實現(xiàn)對物理對象的映射呈現(xiàn)、分析優(yōu)化、診斷預測以及閉環(huán)控制。在實施層面，數(shù)字孿生需要達到“能交互、可計算、易應(yīng)用”三個要求。

隨著科技的不斷發(fā)展，越來越多有關(guān)數(shù)字孿生的科幻場景變成現(xiàn)實。張少宇舉例，電影《鋼鐵俠》中斯塔克的鋼鐵戰(zhàn)甲，其內(nèi)置的智能管家系統(tǒng)“賈維斯”，能通過各種傳感器，與戰(zhàn)甲進行實時通信和雙向交互，實時掌握戰(zhàn)甲的運行狀態(tài)，操控戰(zhàn)甲的飛行系統(tǒng)和武器系統(tǒng)。這樣的“智慧大腦”和“可視化”，在當下現(xiàn)實的生產(chǎn)作業(yè)中，已經(jīng)有類似的系統(tǒng)雛形。例如對各種設(shè)備的可視化，甚至于模擬、評估、預測分析等，這在騰訊的很多探索中已經(jīng)落地。

值得一提的是，數(shù)字孿生技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用在了成都市第二繞城智慧高速公路西段項目中。張少宇表示，“在騰訊和蜀道集團打造的高速公路項目中，我們通過毫米波雷達、傳感器獲取道路上實時的天氣、車流及環(huán)境信息，都通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綄崟r數(shù)字孿生平臺上，經(jīng)過系統(tǒng)精準運算、推演，車主通過小程序或者APP，即可接收到系統(tǒng)發(fā)出的交通調(diào)度服務(wù)信息，以及時躲避擁堵，避免事故。” 

數(shù)字孿生技術(shù)在交通領(lǐng)域的探索不止于此。張少宇稱，在廣東省惠州，騰訊與交管部門一起嘗試通過高精度攝像頭、毫米波雷達等設(shè)備，捕捉動態(tài)變化的路況，實時映射到“數(shù)字空間”，形成“交管實時孿生系統(tǒng)”。如果惠州的高速上，一輛車發(fā)生了交通事故，交管立刻就能知道事故位置、碰撞情況，快速預警、出警，事故處理時間，從原來的十幾分鐘縮短至幾分鐘。

數(shù)字孿生已廣泛運用到各種場景

在與張少宇的對話中，紅星新聞記者了解到，騰訊數(shù)字孿生已經(jīng)在交通、工業(yè)等多個行業(yè)落地了豐富的標桿案例，在文旅行業(yè)，數(shù)字孿生還被應(yīng)用到對文物的保護上。今年5月，故宮博物院與騰訊集團共同打造的聯(lián)合創(chuàng)新實驗室落地并投入運營。

張少宇介紹到，在故宮的創(chuàng)新實驗室項目中，圍繞文博數(shù)字化的主要需求，騰訊數(shù)字孿生團隊與故宮博物院團隊共同開發(fā)了一個“數(shù)字孿生智慧管理平臺”，以相關(guān)核心技術(shù)實現(xiàn)了聯(lián)合創(chuàng)新實驗室空間高精度建模、物聯(lián)網(wǎng)可視化監(jiān)測、設(shè)備與采集等多源數(shù)據(jù)融通。

文物作為不可再生資源，對保存和陳列的場所都有嚴格的環(huán)境控制要求，其中，溫度和濕度對文物保存有著十分重要的影響。不合適的溫濕度會造成文物翹曲干裂、酥裂剝落等各方面問題 。上述環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)則可以根據(jù)預約文物類型，自動調(diào)整實驗室內(nèi)燈光、溫濕度、二氧化碳濃度等參數(shù)，為絲絹、陶瓷、青銅、玉石等不同材質(zhì)的文物提供最適宜的環(huán)境。能耗檢測系統(tǒng)則通過對水、氣、電情況實時監(jiān)測和預警，進一步保障文物與建筑安全。

在這個項目中，團隊也遇到了不小的挑戰(zhàn)。如何在數(shù)字界面還原故宮的文化特色？如何在沒有故宮古建筑圖紙的情況下復刻實驗室的建筑樣貌？如何高效率、低成本地解決原有設(shè)施老化、設(shè)備老舊、設(shè)備的“數(shù)據(jù)孤島”等問題，以滿足文物數(shù)字化采集工作的需要？

“首先團隊的可視化小組總結(jié)了故宮色彩的鮮明特點；其次利用掃描、自動化三維重建等技術(shù)對實驗室每個區(qū)域進行立體式高精建模 ，就連管線這種僅憑肉眼難以發(fā)現(xiàn)的細節(jié)也得到記錄；再基于一整套物聯(lián)感知能力，實驗室的拍攝、照明、環(huán)境監(jiān)測、倉儲、電力等多重設(shè)備的運行信息被統(tǒng)一接管，原本各自為戰(zhàn)的設(shè)備在智慧管理平臺上做到了互聯(lián)。”張少宇說到。

值得一提的是，在四川的三星堆博物館，也利用數(shù)字孿生技術(shù)打造了三星堆運營“智慧大腦”。騰訊數(shù)字孿生團隊通過高性能數(shù)字孿生引擎、高精度建模技術(shù)，為三星堆建設(shè)了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的“一屏統(tǒng)管”數(shù)字孿生運營中心，將館園一體化管理的全流程要素映射在孿生系統(tǒng)上，實現(xiàn)“數(shù)據(jù)匯集、提質(zhì)增效、安全智能、孿生可視”。

期待科幻大會為科技發(fā)展帶來更多創(chuàng)造力

2022年下半年，AIGC新興技術(shù)爆發(fā)，給數(shù)字孿生技術(shù)領(lǐng)域帶來了全新的機會。張少宇表示，AIGC將大大提升數(shù)字孿生體的“智能”水平。

“AI技術(shù)本就是數(shù)字孿生的核心技術(shù)之一，可以提升數(shù)字孿生的構(gòu)建效率和構(gòu)建質(zhì)量。尤其是在數(shù)字孿生體與實體的交互反饋中，融合人工智能技術(shù)，利用AI大模型的分析和推理能力，能夠大幅提高預測的準確性和決策的科學性。可以想見，AIGC+數(shù)字孿生，數(shù)字孿生廠商與通用大模型廠商的合作，必將大大推動全行業(yè)降本增效。”張少宇說。

在張少宇看來，數(shù)字孿生的未來邊界還在不斷擴展。一是數(shù)字孿生“由表及里”，在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用深度不斷拓展，從可視化、到可計算、可交互，逐步深入到產(chǎn)業(yè)智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展的核心環(huán)節(jié)。二是數(shù)字孿生“由點到面”，正在從單一場景走向多元場景，不斷拓展應(yīng)用邊界，創(chuàng)造豐富的體驗。最后，數(shù)字孿生的應(yīng)用生態(tài)已經(jīng)初具規(guī)模，既需要行業(yè)上下游的協(xié)作共建，也需要跨領(lǐng)域的創(chuàng)新合作。

對于即將開幕的2023成都世界科幻大會，張少宇表示，本屆大會是首次在中國舉辦的世界科幻大會，很期待大會能為數(shù)字孿生等科技發(fā)展帶來更多的想象力和創(chuàng)造力。“科幻是激勵人類文明進步的重要力量，祝愿本次大會有更多的中國科幻成果能引領(lǐng)世界潮流，開啟中國科幻產(chǎn)業(yè)的新紀元，激發(fā)出無限可能，讓科幻想象擁抱萬千世界、讓科技引領(lǐng)我們遇見美好未來。”他說。

紅星新聞記者 強亞銑