數(shù)字孿生體進(jìn)化論

數(shù)字孿生體的技術(shù)起源和概念提出的時(shí)點(diǎn)都很早,但為什么這兩年才突然興起。本實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為,數(shù)字孿生體的第二個(gè)器官——物聯(lián)網(wǎng)的成熟起到了重要的作用。物聯(lián)網(wǎng)的中國國家標(biāo)準(zhǔn)的提出時(shí)間是2016年,國際標(biāo)準(zhǔn)是2018年,這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的提出意味著物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入了成熟和工程應(yīng)用階段。

數(shù)字孿生已成為今年最炙手可熱的概念。這一概念的最大優(yōu)點(diǎn)是具體直觀,易于理解。望文生義也好,顧名思義也罷,說者言語一出,聽者便猜出大概。與此有關(guān)的文章鋪天蓋地,講座也層出不窮,但大多數(shù)要么停留在溯源和概念層面,要么談?wù)撃硞€(gè)具體案例,缺乏系統(tǒng)的理論框架。

很多案例是把早已存在的案例穿了數(shù)字孿生馬甲出來蹭蹭熱度。即使是套用數(shù)字孿生概念的新案例,對數(shù)字孿生的理解也似是而非。涉及到具體技術(shù)的時(shí)候,要么比較單一,要么多而零散,缺乏嚴(yán)密遞進(jìn)的邏輯。本文希望在系統(tǒng)性和理論性方面前進(jìn)一步,從體系框架和核心技術(shù)方面做初步厘清,從更完整全面的視角觀察數(shù)字孿生體系的全貌,以期能對業(yè)界做一些微薄貢獻(xiàn)。

本文認(rèn)為,數(shù)字孿生體是個(gè)具有社會性的生命體,其產(chǎn)生、進(jìn)化和社會性,都符合生物進(jìn)化和社會發(fā)展規(guī)律。

第一部分

孿生溯源

當(dāng)前業(yè)界對數(shù)字孿生體起源的普遍認(rèn)定是2003年Michael Grieves博士所提。筆者對此沒有異議,只是我們在數(shù)字孿生體系研究中發(fā)現(xiàn),構(gòu)成數(shù)字孿生體的關(guān)鍵技術(shù)遠(yuǎn)早于2003年。本實(shí)驗(yàn)室將這個(gè)時(shí)點(diǎn)前推至1960年代——CAD技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)點(diǎn),因?yàn)閿?shù)字孿生體的第一個(gè)重要“器官”是“數(shù)字建模”,基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的CAD技術(shù)便是該器官的核心技術(shù)。

數(shù)字孿生體的技術(shù)起源和概念提出的時(shí)點(diǎn)都很早,但為什么這兩年才突然興起。本實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為,數(shù)字孿生體的第二個(gè)器官——物聯(lián)網(wǎng)的成熟起到了重要的作用。物聯(lián)網(wǎng)的中國國家標(biāo)準(zhǔn)的提出時(shí)間是2016年,國際標(biāo)準(zhǔn)是2018年,這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的提出意味著物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入了成熟和工程應(yīng)用階段。而且,即將推出的數(shù)字孿生體標(biāo)準(zhǔn)也是在物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上演變出來的,昭示著這兩個(gè)體系的緊密關(guān)聯(lián)性。物聯(lián)網(wǎng)作為數(shù)字孿生體的第二級成熟度(成熟度概念參見后文)的核心技術(shù),是數(shù)字孿生體入門級或門檻級技術(shù)。沒有物聯(lián)網(wǎng),數(shù)字孿生體連起步都很難,不用說進(jìn)化了。2016年是數(shù)字孿生體的提速時(shí)點(diǎn),2018年正是數(shù)字孿生體的爆發(fā)時(shí)點(diǎn)。

第二部分

體系框架

我們的研究選擇了國際公認(rèn)的高起點(diǎn)——國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)ISO_DIS_23247(目前為公示期,年底最終發(fā)布)。該標(biāo)準(zhǔn)提出了數(shù)字孿生制造的參考架構(gòu)。由于標(biāo)準(zhǔn)尚未最終發(fā)布,此處不便引用其架構(gòu)圖。該參考架構(gòu)雖然不是最終版本,但其所包含的要素全面,邏輯合理,符合我們所研究的結(jié)論。但該標(biāo)準(zhǔn)顯然是從物聯(lián)網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC30141基礎(chǔ)上的演變,具體本實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為對于具體應(yīng)用來說過于抽象,所以我們在《數(shù)字孿生體技術(shù)白皮書(2019)》中對這個(gè)框架做了術(shù)語上的修訂和釋義,我們下面所提的理論框架是從這個(gè)架構(gòu)出發(fā)而設(shè)計(jì)的。

在《數(shù)字孿生體技術(shù)白皮書(2019)》(點(diǎn)擊鏈接下載白皮書)中,我們給出了數(shù)字孿生體的定義:數(shù)字孿生體是現(xiàn)有或?qū)⒂械奈锢韺?shí)體對象的數(shù)字模型,通過實(shí)測、仿真和數(shù)據(jù)分析來實(shí)時(shí)感知、診斷、預(yù)測物理實(shí)體對象的狀態(tài),通過性能和狀態(tài)優(yōu)化和指令發(fā)送來調(diào)控物理實(shí)體對象的行為,通過相關(guān)數(shù)字模型間的相互學(xué)習(xí)來進(jìn)化自身,同時(shí)改進(jìn)利益相關(guān)方在物理實(shí)體對象生命周期內(nèi)的決策。

本定義既承接了國際標(biāo)準(zhǔn)參考架構(gòu),也是我們設(shè)計(jì)理論架構(gòu)的基礎(chǔ)。下圖是我們提出的理論架構(gòu),本架構(gòu)可以指導(dǎo)數(shù)字孿生體的建設(shè)與實(shí)施。

本圖上部是數(shù)字孿生體系框架,下部是物理對象的示意。物理對象在此圖中用于表達(dá)數(shù)字孿生世界與物理世界的關(guān)系,不是數(shù)字孿生體框架的要素。數(shù)字孿生體系架構(gòu)包含以下要素:數(shù)字建模、測量與控制、模擬仿真、數(shù)據(jù)分析、數(shù)字資產(chǎn)和人機(jī)交互。這些要素使得數(shù)字孿生體呈現(xiàn)出一種生命體甚至社會性特征,下文對此展開說明。

第三部分

數(shù)字建模

“數(shù)字建模”是物理對象的數(shù)字化表達(dá),這個(gè)過程需要將物理對象表達(dá)為計(jì)算機(jī)所能識別的數(shù)字模型,在軟件中建立物理對象的結(jié)構(gòu)元素和時(shí)空關(guān)系,不深入涉及物理機(jī)理和運(yùn)行數(shù)據(jù),就像我們給正在雕塑的人體打造一個(gè)軀體。這也當(dāng)然是數(shù)字孿生體的基本要素,畢竟既然稱為“體”,那這樣一個(gè)基本的、直觀的軀體是必須的。

我們通常使用三維實(shí)體來建立物理對象的結(jié)構(gòu)形狀和位置關(guān)系,用系統(tǒng)(一維)建模工具來描述物理對象的行為模式。建模工具通常包括譬如CAD、3D動畫、BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)、CIM(City Information Modeling,城市信息模型)或基于SysML(系統(tǒng)建模語言)的系統(tǒng)建模工具。建立的模型可以是設(shè)備、廠房、人群、運(yùn)輸系統(tǒng)、交通、電網(wǎng)、城市、軍事戰(zhàn)場、戰(zhàn)斗群體系等。

我們把這個(gè)過程稱為“數(shù)化”,提供了數(shù)字孿生體的“軀體”。不過這樣的軀體是一個(gè)沒有神經(jīng)、沒有思想、與世界隔離、無生命的軀體。

第四部分

測量與控制

“測量與控制”用來實(shí)現(xiàn)數(shù)字體與物理對象之間實(shí)時(shí)互傳信息和數(shù)據(jù)。數(shù)字化模型利用測量系統(tǒng),通過傳感器獲得物理對象的狀態(tài)數(shù)據(jù):尺寸、速度、溫度、光潔度等,利用控制系統(tǒng),通過致動器向物理對象發(fā)送致動指令:停止、加速、調(diào)節(jié)角度等,這就像我們給數(shù)字孿生體安裝一套神經(jīng)系統(tǒng)。人類的神經(jīng)系統(tǒng)有兩種,一種是感覺神經(jīng),就像這里的測量系統(tǒng),另一種是運(yùn)動神經(jīng),就像這里的控制系統(tǒng)。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)是測量與控制要素的主要技術(shù),不僅能提供對物理世界的感知,還能對物理世界傳遞信息,從而驅(qū)動物理世界。

我們把這個(gè)過程稱為“互動”,提供了數(shù)字孿生體的“神經(jīng)”。神經(jīng)系統(tǒng)的存在,讓數(shù)字孿生體具有了初步的生命特征,可以感知和驅(qū)動物理世界。但由于缺乏思考能力,目前的數(shù)字孿生體還是個(gè)“傀儡”或“僵尸”孿生體。

第五部分

模擬仿真

模擬仿真是基于完整信息和明確機(jī)理計(jì)算未來,將“數(shù)化”過程建立的模型與物理機(jī)理相結(jié)合,包括材料性質(zhì)、理論規(guī)律、工程規(guī)律等,根據(jù)完整和實(shí)時(shí)的邊界條件和物理狀態(tài),來計(jì)算和預(yù)測數(shù)字模型的下一步狀態(tài)。這種仿真不是對一個(gè)階段或一種現(xiàn)象的仿真,應(yīng)是全周期和全領(lǐng)域的動態(tài)仿真。實(shí)時(shí)邊界條件和物理對象狀態(tài)是被完整測量,可作為物理規(guī)律的完備輸入條件。模擬仿真的輸出結(jié)果必須具有確定化和無二義性的特征。“實(shí)時(shí)”二字依賴于“互動”過程的測量系統(tǒng)來保證。

此處所說的仿真是廣義仿真,那些具有明確物理機(jī)理的計(jì)算過程都屬于廣義仿真,包括物理(如流動、力學(xué)、化學(xué)等)原理確定并被實(shí)踐驗(yàn)證,往往被作為成熟理論來使用,包含公理、定理、公式、數(shù)值計(jì)算、工程算法、經(jīng)驗(yàn)公式等。模擬仿真采用的工具包括算法程序、各類CAE工具,譬如物理場仿真、人群仿真、交通仿真、物流仿真、組織仿真等。

通常來說,CAE有兩種類型:物理場仿真和系統(tǒng)仿真。物理場仿真的計(jì)算規(guī)模大、時(shí)間長,通常無法滿足數(shù)字孿生體與物理對象實(shí)時(shí)交互的需要;系統(tǒng)仿真則具有速度快的優(yōu)勢,通常可以達(dá)到實(shí)時(shí)交互要求。因此,在數(shù)字孿生實(shí)踐中,往往需要把物理仿真過程進(jìn)行降階(ROM),抽取物理仿真的某些特性和參數(shù),轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)仿真模型來參與計(jì)算。

我們把模擬仿真過程稱為“先知”,該過程提供了數(shù)字孿生體的“左腦”。人類的左腦專事邏輯推理和理性判斷,只要具有明確規(guī)律和邏輯,不管多復(fù)雜,總是可以通過推理獲得明確的結(jié)論,提前知道數(shù)字孿生體和物理對象將會發(fā)生什么。此時(shí)的數(shù)字孿生體就是一個(gè)有頭腦、會思考的智能孿生體,開始具有明顯的生命特征,特別是人類的理性思維特征。

第六部分

數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析過程是基于不完整信息和不明確機(jī)理來推測未來。我們的世界中,大多數(shù)現(xiàn)象的物理規(guī)律并不明確,大多數(shù)情況無法獲得完備的邊界條件和物理狀態(tài),但我們?nèi)匀徊坏貌粚ξ磥碜龀鲱A(yù)測,哪怕是在模糊的判斷,仍然好于毫無判斷。如果要求數(shù)字孿生體越來越智能和智慧,就不應(yīng)局限于人類對物理世界的確定性知識。其實(shí)人類本身就不是完全依賴確定性知識而領(lǐng)悟世界的。

大數(shù)據(jù)和人工智能(AI)技術(shù)是數(shù)據(jù)分析的關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)通過“互動”過程收集的數(shù)據(jù)以及“先知”過程輸出的數(shù)據(jù),利用相關(guān)性分析建立物理世界的近似模型,依據(jù)當(dāng)前邊界條件和物理狀態(tài)進(jìn)行下一步狀態(tài)的預(yù)測,并且對近似模型逐步優(yōu)化。當(dāng)前邊界條件和物理對象狀態(tài)是被不完整測量的,但也只能作為近似模型的不完備輸入條件,輸出的結(jié)果當(dāng)然距離物理世界的真實(shí)情況有一定偏差。但隨著機(jī)器學(xué)習(xí)的持續(xù),算法和模型逐步改善,近似模型會越來越逼近物理機(jī)理,預(yù)測結(jié)果也會逼近物理世界。也正是因?yàn)檫@個(gè)原因,業(yè)界有人將大數(shù)據(jù)(及AI)視為科學(xué)研究的“第四范式”,科研方法從傳統(tǒng)的三種方法——理論、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算拓展到第四種方法——大數(shù)據(jù)(及AI)。

我們把這個(gè)過程稱為“先覺”,提供了數(shù)字孿生體的“右腦”。人類的右腦專事感性思維,利用直覺和第六感來獲得對世界的判斷和預(yù)測。當(dāng)然這里指的直覺那種優(yōu)秀的直覺,而非普通人的直覺。優(yōu)秀的直覺源于對豐富經(jīng)歷和有效經(jīng)驗(yàn)的高度總結(jié),還需要經(jīng)常性的深度思考和遠(yuǎn)期瞭望。我們的社會中確有一類具有這種優(yōu)秀和敏銳直覺的人,是他們引導(dǎo)著你的企業(yè)、機(jī)構(gòu)甚至人類的發(fā)展方向。

第七部分

數(shù)字資產(chǎn)

數(shù)字孿生體作為一種數(shù)字資產(chǎn),其中的數(shù)據(jù)就像生命體的基因。它的積累、管理、追溯和共享既是其存在的基本特征,又是其進(jìn)步的必要手段。數(shù)字資產(chǎn)通過傳承、協(xié)同和進(jìn)化,向歷史學(xué)習(xí),向他人學(xué)習(xí),從而實(shí)現(xiàn)持續(xù)成長。人類之所以進(jìn)步,是因?yàn)槲覀兊淖嫦韧ㄟ^將他們的思想和成果用文字的方式流了下來,使得我們可以傳承祖先的智力資產(chǎn),可以向老子問道,向孔子習(xí)理,向牛頓求知,向亞里士多德討教。

數(shù)字線程和云計(jì)算是進(jìn)行數(shù)字資產(chǎn)處理的關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)字線程將物理對象的全生命周期的各數(shù)字孿生體之間的數(shù)據(jù)資產(chǎn)進(jìn)行傳遞和追溯,從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀基因遺傳。云計(jì)算則將不同物理對象的數(shù)字孿生體之間實(shí)現(xiàn)共享和協(xié)同,從而實(shí)現(xiàn)平庸基因進(jìn)化。

我們把這個(gè)過程稱為“共智”,使數(shù)字孿生體出現(xiàn)“社會性”特征。同一物理對象在生命周期的不同階段有不同的數(shù)字孿生體,數(shù)字資產(chǎn)記錄了數(shù)字孿生體整個(gè)生命周期中的全息數(shù)據(jù),并反映這些數(shù)據(jù)在數(shù)字孿生體整個(gè)生命周期中的演變路線,但相同對象的孿生數(shù)據(jù)必須關(guān)聯(lián)和傳承。物理世界的多樣性決定了其對應(yīng)的數(shù)字孿生體的多樣性,世界的普遍聯(lián)系決定了數(shù)字孿生體的普遍聯(lián)系。人與人之間具有聯(lián)系構(gòu)成了人的社會,數(shù)字孿生體之間的聯(lián)系構(gòu)成了數(shù)字社會。

“共智”實(shí)現(xiàn)了不同數(shù)字孿生體之間的智慧交換和共享,多個(gè)數(shù)字孿生單體可以通過“共智”形成更大和更高層次的數(shù)字孿生體,這個(gè)數(shù)量和層次可以是無限的。《阿凡達(dá)》電影中的潘多拉星球是個(gè)物與物天然共智的世界,也許是人類科技所限,地球的各物件之間是否能天然共智尚不得而知,但通過數(shù)字孿生體,我們可以實(shí)現(xiàn)地球上物理世界的共智。

第八部分

人機(jī)交互

人機(jī)交互是人類與數(shù)字模型打交道的直觀可視化界面。這里可以展示數(shù)字孿生體的數(shù)據(jù),了解數(shù)字孿生體的狀態(tài),也可以操作和干預(yù)數(shù)字孿生體,同時(shí)實(shí)現(xiàn)對物理對象的干預(yù)。

數(shù)據(jù)的可視化展示技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是人機(jī)交互的兩個(gè)重要技術(shù)。數(shù)據(jù)的可視化展示技術(shù)將數(shù)據(jù)和信息輸出為高清、直觀、可視化的、可交互的圖形圖像,通過對數(shù)據(jù)的操作可以實(shí)現(xiàn)與數(shù)字孿生體乃至物理對象的操縱。虛擬現(xiàn)實(shí)(包括VR、AR和MR)提供的深度沉浸技術(shù)讓人類與數(shù)字世界交互模式可以與物理世界類似。

我們把這種特性稱為“五官”。對人類來說,五官是人們相互認(rèn)識、了解和溝通的界面,通過望聞問切基本可以了解人的身體狀況,通過眼神和語言的交流可以了解人的精神狀況。而數(shù)字孿生體的人機(jī)交互所提供的能力則超越了人體五官所能提供的功能。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使數(shù)字化的世界在感官和操作體驗(yàn)上更加接近物理世界,讓“孿生”一詞變得更為精妙。但在數(shù)字世界中,人類又具有超人般的特異功能,可以無限駕馭數(shù)字世界,例如變換大小、穿墻而過、隔空取物、時(shí)空穿越等,將數(shù)字孿生體的應(yīng)用推向極致。

在物理世界,有一種讓社會系統(tǒng)或(和)技術(shù)系統(tǒng)(譬如機(jī)器、工廠、物流、城市、戰(zhàn)場)充分發(fā)揮作用和價(jià)值的高效方式——應(yīng)用系統(tǒng),譬如ERP、PLM、MES、SCM、MRO等系統(tǒng)。這種高效方式在數(shù)字孿生體世界仍然可以采納,但鑒于人在數(shù)字孿生體世界無所不能的自由特性,使得這個(gè)世界的類似系統(tǒng)可能不需要像物理世界那樣割裂,也許會合并一個(gè)系統(tǒng)。

《黑客帝國(Mtrix)》電影為我們展開了一個(gè)奇特的應(yīng)用系統(tǒng),可以認(rèn)為該系統(tǒng)整合了所有我國熟知的應(yīng)用系統(tǒng)。人類與這個(gè)世界打交道的方式是:人的意識通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入系統(tǒng),與其中的各種數(shù)字孿生體進(jìn)行交互。

第九部分

生命特征

通過以上分析,我們認(rèn)為,數(shù)字孿生體是一個(gè)具有思維能力、可持續(xù)進(jìn)化的生命體。

當(dāng)然,物理對象也具有天然的生命特征,但這種生命具有的特點(diǎn)如下:本能、直覺、條件反射、既定式、預(yù)設(shè)化、確定性、機(jī)械性、個(gè)體化。

數(shù)字孿生體的生命特征則有更多發(fā)展空間,使其可以進(jìn)化到更加接近智慧生物:靈性、精神、思考、理性、推理、創(chuàng)造性、變通性、不確定性、生物性、社會性。

第十部分

孕育與服役

數(shù)字孿生體是物理對象的數(shù)字化表達(dá)和虛擬鏡像,這種物理對象可能是設(shè)備、產(chǎn)線、車間、工廠、企業(yè)、人群、城市、戰(zhàn)場、物流、交通、電網(wǎng)、營銷、流程等。這些對象都有研發(fā)、制造、供應(yīng)、運(yùn)維等過程。這幾個(gè)不同過程,因?yàn)槲锢韺ο蟮某墒於炔煌?,?dǎo)致數(shù)字孿生體的適用性也不同。

1.孕育

物理對象的研發(fā)與制造是數(shù)字孿生體的孕育過程,其本質(zhì)是通過前置數(shù)字體提前優(yōu)化未來物理對象,不是終極產(chǎn)品的孿生體,最多是試驗(yàn)對象的孿生體,是終極產(chǎn)品孿生體的前身或原型。從數(shù)字孿生體的成熟度要素來看,研發(fā)和制造階段的“數(shù)字孿生體”有完整的數(shù)化和非實(shí)時(shí)先知能力,缺乏互動、先覺能力,具有可以與前代產(chǎn)品的數(shù)字孿生體共智獲得優(yōu)化設(shè)計(jì)的能力,但無法在真實(shí)運(yùn)行環(huán)境中與其他數(shù)字孿生體實(shí)時(shí)共智。前置數(shù)字體往往不能作為未來運(yùn)維過程的數(shù)字孿生體,但可以為運(yùn)維數(shù)字孿生體的建立提供指導(dǎo),也可以為物理世界的傳感器配置提供指導(dǎo)。

2.服役

供應(yīng)與運(yùn)維過程中,物理對象已經(jīng)完全具備,其數(shù)字孿生體也可以完整建造,具備所有要素和特性,并可以實(shí)現(xiàn)交互、先知、先覺乃至共智,實(shí)現(xiàn)自我進(jìn)化,可以通過數(shù)字孿生體實(shí)時(shí)優(yōu)化物理對象的運(yùn)行。此時(shí)的數(shù)字孿生體是個(gè)全職服役的孿生體,因此,物理對象的供應(yīng)和運(yùn)維過程才是數(shù)字孿生體的主戰(zhàn)場。

第十一部分

成熟度

綜上所述,基于數(shù)字孿生體的生命特征和進(jìn)化規(guī)律,我們可以把數(shù)字孿生體的成熟度劃分為:數(shù)化、互動、先知、先覺和共智。

各級別關(guān)鍵特征、核心技術(shù)和生命特征總結(jié)如下:

總之,數(shù)字孿生體系的成熟度模型反映了生物進(jìn)化、個(gè)體成長以及社會發(fā)展規(guī)律。數(shù)字孿生體不僅僅是物理世界的鏡像,也要接受物理世界實(shí)時(shí)信息,更要反過來實(shí)時(shí)驅(qū)動物理世界,而且進(jìn)化為物理世界的先知、先覺甚至超體,最終形成可以互相共享智慧的數(shù)字孿生體社會。

第十二部分

關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)數(shù)字孿生體的生命體系結(jié)構(gòu)和成熟度模型,數(shù)字孿生體的第一層關(guān)鍵技術(shù)包括建模、仿真、物聯(lián)網(wǎng),大數(shù)據(jù)(及AI)、云計(jì)算,第二層關(guān)鍵技術(shù)包括數(shù)字線程、虛擬現(xiàn)實(shí)(VR/AR/MR)、MBSE、區(qū)塊鏈等。

除了以上基本關(guān)鍵技術(shù),不同領(lǐng)域或場景(譬如制造、產(chǎn)業(yè)、城市或戰(zhàn)場)的數(shù)字孿生體,還有不同的技術(shù)。

第十三部分

總結(jié)

生命體是在“物競天擇,適者生存”法則之下經(jīng)過長期進(jìn)化而來的系統(tǒng),在完備性方面往往高于人造系統(tǒng),在經(jīng)濟(jì)性方面優(yōu)于人造系統(tǒng)。因此,用生命體作為一個(gè)人造系統(tǒng)的終極發(fā)展目標(biāo)是一個(gè)合理的選擇。

進(jìn)化法則讓所有生物都不會停留在簡單體,而是會越來越復(fù)雜,也會越來越精密。在數(shù)字化時(shí)代,人們身邊不停出現(xiàn)各種新型數(shù)字化技術(shù),紛繁復(fù)雜,你方唱罷我登場,讓人迷失在眾多概念和技術(shù)中無法自拔。數(shù)字孿生體系的出現(xiàn)將終結(jié)這一迷亂困局。其實(shí),從數(shù)字孿生生命體進(jìn)化角度來看,這種現(xiàn)象很正常,也很好理解。任何新的或者舊的數(shù)字化技術(shù)都是構(gòu)成數(shù)字孿生體的一個(gè)構(gòu)件,且是階段性的。今后,不論出現(xiàn)何種數(shù)字化單項(xiàng)技術(shù),都應(yīng)該是數(shù)字孿生體這個(gè)生命體的一個(gè)器官甚至是細(xì)胞。我們需要做的事情是,將這些新出現(xiàn)的單項(xiàng)技術(shù)安放在數(shù)字孿生體生命框架的正確位置,不僅能讓這些技術(shù)更好地為我們服務(wù),也可解決我們的困惑,讓我們平靜地與這些技術(shù)和諧相處。

當(dāng)然,任何一種單項(xiàng)技術(shù)都會向著自成體系的方向努力發(fā)展,所以,數(shù)字孿生體所需的通常不會是某個(gè)單項(xiàng)技術(shù)體系的全部,應(yīng)該是其核心要素。當(dāng)前,數(shù)字孿生體作為新生事物,或者說是新近開始工程化應(yīng)用的事物,對當(dāng)前構(gòu)成這個(gè)生命體的各個(gè)器官的整合方式肯定是設(shè)備級的集成。但隨著我們對它的認(rèn)識越來越深入,這些器官的融合肯定會走向原子級別,只取用這些器官中對數(shù)字孿生體有用的部分而舍棄其他部分。這些有用部分之間的結(jié)合不會像現(xiàn)在這樣通過宏觀接口來實(shí)現(xiàn),而是通過微觀茸毛來融合,使得數(shù)字孿生體的整體性和生命力都要更強(qiáng)!

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