Mapované syntetické domény: Komplexní digitální mapa světa

• Autor:
• jméno autora

  Quantumrun Foresight
• Listopadu 29, 2022

Shrnutí statistik

Digitální dvojčata neboli 3D mapování jsou verzemi virtuální reality (VR) skutečných míst a objektů, které se ukázaly jako cenné při posuzování infrastruktur. Tato simulovaná prostředí mohou pomoci zúčastněným stranám identifikovat a vyhodnotit potenciální místa a bezpečně provádět různé scénáře digitálně. Dlouhodobé důsledky této technologie by mohly zahrnovat chytrá města virtuální testování nových politik a služeb a vojenské simulace válečných scénářů.

Kontext mapovaných syntetických domén

Digitální dvojče využívá data ze skutečného světa k vytváření virtuálních simulací, které dokážou emulovat a předpovídat produkt, proces nebo prostředí a to, jak funguje pod různými proměnnými. Tato dvojčata jsou stále sofistikovanější a přesnější díky integraci funkcí, jako je internet věcí (IoT), umělá inteligence (AI) a softwarová analytika. Kromě toho se digitální dvojčata stala v moderním strojírenství zásadní, protože tato dvojčata mohou často nahradit potřebu stavět fyzické prototypy a složitá testovací zařízení, čímž se snižují náklady a urychluje se iterace návrhu.

Hlavní rozdíl mezi digitálními dvojčaty a simulacemi spočívá v tom, že simulace replikují to, co by se mohlo stát produktu, zatímco digitální dvojče replikuje to, co se děje se skutečným konkrétním produktem v reálném světě. Simulace i digitální dvojčata využívají digitální modely k replikaci procesů systému. Zatímco se však simulace obvykle zaměřují na jednu operaci najednou, digitální dvojčata mohou provádět více simulací současně a sledovat různé metody.
 
Vzhledem k osvojení si digitálních dvojčat v oboru inženýrských produktů a stavebnictví se nyní několik společností zaměřuje na nabídku digitálních dvojčat, která mapují nebo napodobují terény a místa v reálném světě. Zejména armáda projevila velký zájem o vytváření realistických prostředí, kde mohou vojáci bezpečně trénovat (pomocí VR headsetů). 

Příkladem společnosti nabízející zmapované syntetické domény nebo prostředí je Maxar, který využívá satelitní snímky k budování svých digitálních dvojčat. Podle webu společnosti může od roku 2022 vytvářet realistické letecké simulace a specifická tréninková cvičení kdekoli na světě. Firma používá AI/ML k extrakci prvků, vektorů a atributů z vysoce kvalitních geoprostorových dat. Jejich vizualizační řešení se velmi podobají podmínkám na zemi a pomáhají vojenským klientům činit rozhodnutí rychleji a jistěji. 

Rušivý dopad

V roce 2019 začala výzkumná laboratoř americké armády budovat One World Terrain, přesnou 3D mapu světa s vysokým rozlišením, která dokáže přesně určit polohu a použít ji pro navigaci v oblastech, kde není dostupný GPS (globální polohový systém). Projekt v hodnotě téměř 1 miliardy USD, který byl smluvně zadán společnosti Maxar, je ústředním bodem armádního syntetického výcvikového prostředí. Platforma je hybridní fyzikálně-digitální rozhraní pro vojáky k provádění výcvikových misí ve virtuálním prostředí, které odráží skutečný svět. Očekává se, že projekt bude dokončen v roce 2023.

Mezitím Amazon v roce 2019 využil syntetické simulace silnic, budov a dopravy v okrese Snohomish ve státě Washington, aby vycvičil svého doručovacího robota Scout. Digitální kopie společnosti byla s přesností na centimetry pro polohu obrubníků a příjezdových cest a textury jako zrnko asfaltu byly přesné na milimetry. Testováním Scout na syntetickém předměstí jej Amazon mohl mnohokrát pozorovat za různých povětrnostních podmínek, aniž by frustroval skutečné čtvrti tím, že všude vypouštěl modré vozítka.

Amazon využil data z vozíku podobné velikosti jako Scout, taženého kolem s kamerami a lidarem (3D laserový skener často používaný pro projekty autonomních aut) k vybudování svého virtuálního předměstí. K vyplnění zbytku mapy použila společnost záběry z průzkumů letadel. Mapovací a simulační technologie Amazonu pomáhají s výzkumem a napomáhají nasazování robotů do nových čtvrtí. Tato technika se provádí jejich testováním v simulacích, aby byly připraveny k obecnému použití, až přijde čas. 

Důsledky mapovaných syntetických domén

Širší důsledky mapovaných syntetických domén mohou zahrnovat: 

• Digitální dvojčata Země se používají pro úsilí o ochranu a implementaci scénářů změny klimatu.
• Chytrá města využívající digitální dvojčata k testování nových technologií, včetně autonomních vozidel, a také k důkladnějším studiím městského plánování
• Města se rychleji zotavují z přírodních katastrof a vojenských konfliktů díky tomu, že pracovníci záchranářů a urbanisté budou moci plánovat úsilí o rekonstrukci.
• Vojenské organizace najímají společnosti zabývající se 3D mapováním, aby vytvořily digitální dvojčata reálných krajin pro simulaci různých bojových podmínek a také pro testování vojenských robotů a dronů.
• Herní průmysl používá zmapované syntetické domény k vytvoření realističtějších a pohlcujících zážitků, zejména těch, které jsou navrženy tak, aby napodobovaly místa v reálném světě.
• Více startupů nabízejících 3D a projekční mapování pro stavební firmy, které chtějí testovat různé návrhy budov a materiály.

Otázky k zamyšlení

• Jaké jsou další potenciální výhody mapovaných syntetických prostředí?
• Jak mohou pohlcující digitální dvojčata změnit způsob života a interakce lidí?