“数字孪生”正款款走来

“数字孪生”指现实世界事物的虚拟表现，融合了人工智能、物联网、元宇宙、虚拟现实以及增强现实等技术，致力于创建出真实物体、系统或过程的数字模型。科学家们可以修改这些模型的参数，以研究这些改变对真实物体或系统等的影响，而成本仅为在现实世界中进行实验所需成本的一小部分。近年来，一些真正具有开创性的“数字孪生”范例不断涌现，激励着业界，帮助推动科学、医学、工程、制药、体育等领域的发展。

人脑或许是宇宙中最复杂的结构，对其进行数字模拟极其困难，充满巨大的挑战。由欧盟资助的“神经孪生”项目旨在模拟患者的脑，以建立模型，预测刺激对治疗神经系统疾病——包括癫痫和阿尔茨海默病的影响，以找到这些疾病的最佳治疗方法。研究团队计划2023年启动临床试验，创建约60名阿尔茨海默病患者大脑的数字模型。“神经孪生”团队表示，如果研究顺利，这种数字模型可以显著改善患者预后以及对棘手脑部疾病的了解。同时，医生也能借此真正帮助脑疾患者，利用物理和数学的力量解码大脑。

尽管听起来有点像天方夜谭，但科学家们目前也正在研究和开发人的“数字孪生”。2016年，美国通用电气前首席执行官比尔·鲁赫预测，总有一天，每个人出生时就有一个“数字孪生”，当生病时，可用于设计定制治疗方案，还可以模拟生活方式对其长期健康的影响。此外，利用患者独特的基因组，这些“数字孪生”可以预测不同药物的疗效，从而在患病时提供最佳治疗方案。这将最大限度地减少因患者的遗传因素而无法奏效的治疗方案，并延长寿命。

当然，人脑和人的“数字孪生”会引发一系列伦理问题。伦理学家认为，重要的是人们能够控制自己的“数字孪生”的使用，保障自己的自主权和隐私不受侵犯。

中国上海城市运营管理中心为这个拥有2 600万居民的城市建立了“数字孪生”模型，模拟了10万个要素，从垃圾处理和收集设施，到电动自行车充电基础设施、道路交通以及公寓楼的大小和位置。该“数字孪生”的创造者利用卫星和无人机数据构建生活模型，正在帮助当局规划和应对新冠肺炎疫情。此外，它还可以用来模拟洪水等自然灾害的影响，帮助相关部门制定应对计划。

“数字孪生”作为一种创建城市虚拟模型并模拟政策情景的新技术，可能会改变城市规划的游戏规则。比如，美国洛杉矶交通部与开放移动基金会合作，创建了该市交通基础设施的“数字孪生”模型。首先，它对微移动解决方案，例如该市的共享自行车和电动滑板车网络的运行情况进行建模，之后，它将扩展到包括共享乘车服务、拼车以及其他可能出现的新的移动解决方案，如自动出租车、无人机等。

洛杉矶索菲体育场现在有了自己的“数字孪生”。这个“数字孪生”不仅涵盖体育场本身，还包括周围占地300英亩的好莱坞公园。由于体育场本身正在建设中(从2020年开始)，它将从公园运营的各个领域实时收集数据，并将其集成到一个平台上，用来回答人们提出的问题，从希望使用该空间的活动组织者到维护和清洁人员，都可以通过“应用商店”模式与这个“数字孪生”互动。

(来源：《科技日报》)