本文來自微信公眾號“元宇宙探索院”，作者/元宇宙探索猿。
元宇宙不僅僅是一個(gè)與消費(fèi)者聯(lián)系、玩你喜歡的游戲、在元宇宙中購物、或開展業(yè)務(wù)和協(xié)作的平臺。它還涉及在數(shù)字世界中模擬物理世界，然后可以使用VR或AR來優(yōu)化物理世界。數(shù)字孿生可以被認(rèn)為是虛擬世界的構(gòu)建模塊之一，它增強(qiáng)了物理世界并使其可以從數(shù)字領(lǐng)域訪問。
“數(shù)字孿生是一個(gè)對象或系統(tǒng)的虛擬表示，跨越其生命周期，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，并使用模擬、機(jī)器學(xué)習(xí)和推理來幫助決策。”-IBM。
數(shù)字孿生使我們能夠在數(shù)字領(lǐng)域中重新創(chuàng)建物理世界，直至最微觀的細(xì)節(jié)。在先進(jìn)傳感器、人工智能和通信技術(shù)的幫助下，這些復(fù)制品將在數(shù)字空間中模仿物理對象，包括人、設(shè)備、事物、系統(tǒng)甚至地點(diǎn)。
虛擬模型通過傳感器準(zhǔn)確地反映真實(shí)物體或系統(tǒng)，這些傳感器主動地將與其功能和環(huán)境相關(guān)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)到其數(shù)字對應(yīng)物。物理對象或系統(tǒng)的任何變化都會導(dǎo)致數(shù)字表示的變化，反之亦然。所有這些數(shù)據(jù)都將啟用新的流程和服務(wù)，例如預(yù)測性維護(hù)，它使用數(shù)據(jù)分析來預(yù)測機(jī)器何時(shí)即將發(fā)生故障，以便可以在發(fā)生故障之前進(jìn)行修復(fù)。因此，數(shù)字孿生是企業(yè)元宇宙的重要組成部分。
元宇宙的4層
如果物理世界可以被視為虛擬世界的第0層，那么數(shù)字孿生就是第1層，有些人會認(rèn)為是（工業(yè)）物聯(lián)網(wǎng)。在其之上運(yùn)行的所有協(xié)議都是第2層。在此之上，可以有許多應(yīng)用程序?qū)?，無論是在2D虛擬世界（例如移動應(yīng)用程序）、虛擬現(xiàn)實(shí)還是使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中，它們都與其中任何一個(gè)進(jìn)行交互層，可以被視為第3層。
這聽起來可能違反直覺（為什么將數(shù)字孿生作為協(xié)議和應(yīng)用程序之前的一層？），但是收集原始數(shù)據(jù)的數(shù)字孿生傳感器支持應(yīng)用程序，并且為了與這些應(yīng)用程序進(jìn)行通用交互，我們需要開放的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。
（原始）數(shù)據(jù)在這些層之間移動，由應(yīng)用程序進(jìn)行分析，然后反饋到數(shù)字孿生以獲得更多見解。結(jié)合起來，這將為物理世界和數(shù)字世界帶來價(jià)值。
元宇宙就是數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)使數(shù)字孿生成為動態(tài)數(shù)字孿生。全球標(biāo)準(zhǔn)中存在的協(xié)議越多，應(yīng)用程序可以為全球經(jīng)濟(jì)帶來的價(jià)值就越大。例如，通過使用數(shù)字孿生可以使城市變得更加智能。通過確保使用通用標(biāo)準(zhǔn)輕松訪問這些各種數(shù)字孿生的數(shù)據(jù)，任何人都可以創(chuàng)建為城市、企業(yè)和居民創(chuàng)造價(jià)值的應(yīng)用程序。
第三層中提供價(jià)值的所有應(yīng)用程序都可以被視為鏡頭，其中每個(gè)鏡頭為用戶提供不同的視角或現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)。這些鏡頭只有在數(shù)據(jù)存在的情況下才能存在，所以沒有數(shù)據(jù)就沒有元宇宙。
這些鏡頭可用于娛樂，為用戶提供與某個(gè)物理位置相關(guān)的數(shù)字藝術(shù)。它可以是太陽能發(fā)電廠的監(jiān)控應(yīng)用程序，允許用戶使用加密貨幣交易其能源。它可以成為用戶使用VR加入混合會議的通信鏡頭。它可以是飛機(jī)噴氣發(fā)動機(jī)的預(yù)測維護(hù)鏡頭，也可以是城市官員管理智能城市的電子鏡頭。可能有無數(shù)的應(yīng)用程序和功能或鏡頭。有些將向所有人開放，有些則必須在付款后才能使用，而另一些則必須通過適當(dāng)?shù)膽{據(jù)才能使用。理想情況下，所有內(nèi)容都在區(qū)塊鏈上得到保護(hù)。
數(shù)字孿生的復(fù)雜程度
對于第一層，數(shù)字孿生有不同級別的復(fù)雜性，每個(gè)級別都會增加生成的數(shù)據(jù)和提供的見解。數(shù)字孿生最簡單的變體是單個(gè)對象的數(shù)字表示，例如連接的可穿戴設(shè)備、簡單的機(jī)器人或工廠中的機(jī)器。這些產(chǎn)品數(shù)字孿生可通過分析產(chǎn)品的性能并啟用數(shù)字原型來設(shè)計(jì)新產(chǎn)品。
上一層是生產(chǎn)數(shù)字孿生，它模擬由多個(gè)產(chǎn)品數(shù)字孿生組成的過程，例如制造過程。更復(fù)雜的性能數(shù)字孿生從對象系統(tǒng)（例如飛機(jī)或整個(gè)（黑暗）工廠）捕獲數(shù)據(jù)。
下一個(gè)層次包括整個(gè)系統(tǒng)的系統(tǒng)，例如覆蓋全球的供應(yīng)鏈或城市規(guī)模的數(shù)字孿生。其中最復(fù)雜的是歐洲航天局（ESA）開發(fā)的地球數(shù)字孿生，旨在構(gòu)建我們星球的動態(tài)數(shù)字復(fù)制品。
首先，數(shù)字孿生可以通過數(shù)字世界和現(xiàn)實(shí)世界中的同步系統(tǒng)來優(yōu)化流程。第3層的各種應(yīng)用程序可用于監(jiān)控和分析流程或系統(tǒng)，運(yùn)行模擬以優(yōu)化其物理對應(yīng)物，或與多人協(xié)作原型設(shè)計(jì)和創(chuàng)建新的物理產(chǎn)品。
數(shù)字孿生可視化
無論簡單還是復(fù)雜，每個(gè)數(shù)字孿生都為其用戶提供價(jià)值和利益?？赡艿膮f(xié)作價(jià)值和水平取決于數(shù)字孿生的可視化水平。這些可以是簡單的可視化——描述性、預(yù)測性或規(guī)范性分析——讓用戶深入了解數(shù)字孿生的狀態(tài)，并能夠改變杠桿來調(diào)整其行為。
可視化還可以是數(shù)字對象或系統(tǒng)的更高級的2D視覺表示，例如建筑師或工程師使用的AutoCAD模型。這些先進(jìn)的2D表示使用戶能夠從不同角度查看數(shù)字孿生并進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)作，以進(jìn)一步改進(jìn)或開發(fā)數(shù)字孿生或物理對應(yīng)物。
最先進(jìn)的視覺表示是詳細(xì)的3D數(shù)字復(fù)制品，可以在虛擬現(xiàn)實(shí)中或使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)來探索或交互。3D數(shù)字表示使用戶能夠從不同角度探索數(shù)字孿生，深入了解其內(nèi)部工作原理，從收集數(shù)據(jù)的傳感器中查看實(shí)時(shí)見解，做出實(shí)時(shí)反映在物理世界中的更改，或與其他人協(xié)作設(shè)計(jì)和創(chuàng)建未來物理對象（例如汽車）的數(shù)字原型，或遠(yuǎn)程解決物理問題。視覺表現(xiàn)越先進(jìn)，所能實(shí)現(xiàn)的價(jià)值就越大。
最后的想法
企業(yè)元宇宙很可能會變得比用于游戲和社交的元宇宙更大；畢竟，公司需要協(xié)作和創(chuàng)新，而數(shù)字孿生將發(fā)揮至關(guān)重要的作用。雖然您可能需要一段時(shí)間才能在舒適的沙灘椅上運(yùn)營工廠，但數(shù)字孿生已經(jīng)在推動世界進(jìn)入工業(yè)4.0的過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。設(shè)備、工廠和系統(tǒng)的數(shù)字化只會增加，而AR和VR的使用將徹底改變我們與物理世界的互動方式。
