本文來自微信公眾號“元宇宙探索院”，【作者】 元宇宙探長。
想象一下能夠在計算機上創(chuàng)建對象的精確副本。您可以研究它、執(zhí)行不同的測試、模擬各種情況——所有這些都無需創(chuàng)建物理原型。這正是數(shù)字孿生所做的。
數(shù)字孿生：元宇宙的基礎(chǔ)
從本質(zhì)上講，元宇宙是現(xiàn)實世界的增強和豐富的數(shù)字孿生。為了創(chuàng)建一個引人注目且實用的元宇宙，必須對無數(shù)對象進行詳細(xì)和精確的建模，從單個對象到建筑物和整個城市。這就是數(shù)字復(fù)制技術(shù)可以發(fā)揮作用的地方。
為芯片生產(chǎn)創(chuàng)建數(shù)字孿生所獲得的經(jīng)驗可以成功應(yīng)用于元宇宙的開發(fā)。畢竟，它們本質(zhì)上是相似的任務(wù)：創(chuàng)建真實對象的精確虛擬副本。像CHIPS Manufacturing USA這樣的機構(gòu)不僅可以成為半導(dǎo)體行業(yè)的卓越中心，也可以成為元宇宙開發(fā)人員的卓越中心。
虛擬現(xiàn)實可以為數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展提供強大的推動力，但是，創(chuàng)建詳細(xì)且真實的虛擬世界需要改進建模算法、優(yōu)化大數(shù)據(jù)工作以及與虛擬和增強現(xiàn)實技術(shù)集成。
然而，所有這些挑戰(zhàn)為數(shù)字孿生領(lǐng)域的研究和創(chuàng)新開辟了新的視角。致力于這項技術(shù)的公司和機構(gòu)將在元宇宙中為其發(fā)展找到新的市場。
數(shù)字孿生的用途是什么以及我們?yōu)槭裁葱枰鼈儯?/strong>
數(shù)字孿生和元宇宙齊頭并進，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。一個領(lǐng)域的進步會刺激另一領(lǐng)域的進步，反之亦然。此次合并不僅為芯片制造，也為許多其他行業(yè)帶來了新的機遇。
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，元宇宙更受年輕人歡迎，其中10-20歲和21-35歲類別比其他類別更占主導(dǎo)地位。
想象一個元宇宙，來自不同國家的工程師使用數(shù)字孿生作為通用平臺共同設(shè)計新芯片。或者是虛擬工廠，在那里可以測試新的生產(chǎn)流程，而不會對真實設(shè)備造成風(fēng)險。這些技術(shù)的潛在應(yīng)用確實是無限的。
使用數(shù)字孿生的好處是顯而易見的。首先，它無需為每次測試創(chuàng)建真實的原型，從而節(jié)省了時間和金錢。其次，數(shù)字模型將使詳細(xì)研究物體的行為成為可能，這將有助于優(yōu)化生產(chǎn)過程。最后，數(shù)字孿生可以輕松地與其他數(shù)字系統(tǒng)集成，為數(shù)據(jù)分析和自動化開辟新的可能性。
蒂姆·庫克：許多人仍然無法解釋什么是元宇宙
這位蘋果首席執(zhí)行官堅信，人們距離元宇宙還很遙遠(yuǎn)，如果你問他們元宇宙是什么，只有一小部分受訪者能夠回答。
“元宇宙應(yīng)該被視為互聯(lián)網(wǎng)的下一個階段，包括Meta和Razer在內(nèi)的多家公司已經(jīng)投資了它的創(chuàng)建。但人們愿意在虛擬現(xiàn)實中度過很長時間嗎？庫克對虛擬現(xiàn)實的想法表示懷疑。
不過，有傳言稱，蘋果正在開發(fā)一款新設(shè)備，該設(shè)備可能被稱為“蘋果擴展現(xiàn)實”(Apple Extended Reality，XR)。該產(chǎn)品的具體細(xì)節(jié)和使用的技術(shù)尚不清楚，但推測它可能充當(dāng)增強現(xiàn)實功能?，F(xiàn)實(AR)眼鏡或結(jié)合虛擬和增強現(xiàn)實元素的小工具。
鑒于蘋果的戰(zhàn)略，這款新產(chǎn)品很可能會與該公司現(xiàn)有的設(shè)備和服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)緊密集成，例如iPhone、iPad、Mac等。
讓我們將iPhone如何徹底改變了人們對手機的看法或特斯拉如何改變我們對速度的看法進行比較。同樣，替代現(xiàn)實和元宇宙中的工作將逐漸成為我們生活中熟悉的一部分。
“每個人都將能夠使用VR眼鏡作為他們的武器庫中的常規(guī)工具，就像螺絲刀和鋼絲鉗一樣。假設(shè)它可以讓你在工作或?qū)W習(xí)過程中直接獲得遠(yuǎn)程專家的即時支持和建議，”虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域?qū)＜?、傳播者和區(qū)塊鏈分析師弗拉基米爾·奧霍特尼科夫(Vladimir Okhotnikov)在談到虛擬現(xiàn)實的前景時解釋道。
想象一下，一位從事復(fù)雜設(shè)備工作的工程師每天可以通過虛擬現(xiàn)實眼鏡與技術(shù)支持中心進行多次溝通。線路另一端的專家將能夠與對話者大量查看相同的內(nèi)容，并實時向他們提供必要的指示和建議。
Vladimir Okhotnikov強調(diào)，這種方法顯著優(yōu)化了工作流程，減少了設(shè)備停機時間并提高了整體效率。虛擬現(xiàn)實將不僅僅是娛樂，而且是提高生產(chǎn)力和客戶服務(wù)的強大工具。然而，包括美國證券交易委員會在內(nèi)的監(jiān)管機構(gòu)不應(yīng)阻礙這一進程。監(jiān)管機構(gòu)最近一直試圖讓一切變得復(fù)雜。
數(shù)字孿生和元宇宙正在改變游戲規(guī)則
許多公司已經(jīng)成功地將這種方法用于微電路的生產(chǎn)。例如，半導(dǎo)體制造公司GlobalFoundries使用它們來改進光刻工藝，三星電子則使用它們來優(yōu)化芯片組裝。結(jié)果令人印象深刻：提高產(chǎn)量、縮短生產(chǎn)周期并提高整體效率。
但事實證明這還不夠。由于需求不斷增長，美國正在創(chuàng)建一個專門機構(gòu)CHIPS Manufacturing USA，以加速將數(shù)字孿生引入美國的芯片生產(chǎn)。政府為該項目撥款2.85億美元，凸顯了其對該行業(yè)的重要性。
美國商務(wù)部表示，該研究所將處理與數(shù)字孿生開發(fā)和應(yīng)用相關(guān)的廣泛任務(wù)。這包括科學(xué)研究、建立技術(shù)開發(fā)和測試平臺、實施示范項目以及培訓(xùn)專家。計劃與全國各地的大學(xué)、研究中心和制造公司密切合作。
CHIPS總監(jiān)Eric Forsythe博士和副總監(jiān)Michael McKittrick表示，數(shù)字孿生具有巨大的變革潛力：
“數(shù)字孿生使我們能夠更快、更低成本地開發(fā)新產(chǎn)品，提高合適產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，并適應(yīng)不斷變化的市場需求。”
但這僅僅是開始。將數(shù)字孿生與人工智能和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等其他尖端技術(shù)相結(jié)合，帶來了一些真正絕佳的機遇。
想象一下“智能”工廠可以獨立優(yōu)化生產(chǎn)流程，預(yù)測和預(yù)防設(shè)備故障，并自主適應(yīng)變化。
專家預(yù)測，到2030年，數(shù)字孿生在制造業(yè)中的使用將變得無處不在。這將使該行業(yè)的效率和競爭力達(dá)到一個全新的水平。
商務(wù)部長吉恩·雷蒙多(Gene Raimondo)表示，數(shù)字孿生不僅是另一個熱門趨勢，而且是可以從根本上改變制造方法的強大工具。CHIPS Manufacturing USA的創(chuàng)建是朝著廣泛采用該技術(shù)和加強美國在全球半導(dǎo)體行業(yè)中的地位邁出的重要一步。
結(jié)論
數(shù)字孿生和元宇宙是同一枚硬幣的兩面，是數(shù)字技術(shù)發(fā)展的兩個相互關(guān)聯(lián)的方向。它們的協(xié)同作用為工業(yè)、科學(xué)和整個社會創(chuàng)造了新的機遇。
投資這些技術(shù)的開發(fā)，例如創(chuàng)建美國CHIPS制造公司，是對未來的投資。虛擬與現(xiàn)實緊密相連、相輔相成、相互促進的未來。未來，數(shù)字孿生不僅將成為芯片生產(chǎn)不可或缺的一部分，而且將成為我們生活許多其他領(lǐng)域不可或缺的一部分。
