Χαρτογραφημένοι συνθετικοί τομείς: Ένας ολοκληρωμένος ψηφιακός χάρτης του κόσμου

• Συγγραφέας:
• όνομα συγγραφέα

  Quantumrun Foresight
• Νοέμβριος 29, 2022

Περίληψη Insight

Τα ψηφιακά δίδυμα, ή η τρισδιάστατη χαρτογράφηση, είναι εκδόσεις εικονικής πραγματικότητας (VR) τόπων και αντικειμένων της πραγματικής ζωής, τα οποία έχουν αποδειχθεί πολύτιμα για την αξιολόγηση των υποδομών. Αυτά τα προσομοιωμένα περιβάλλοντα μπορούν να βοηθήσουν τους ενδιαφερόμενους να εντοπίσουν και να αξιολογήσουν πιθανούς ιστότοπους και να εκτελέσουν με ασφάλεια διάφορα σενάρια ψηφιακά. Οι μακροπρόθεσμες επιπτώσεις αυτής της τεχνολογίας θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν έξυπνες πόλεις που δοκιμάζουν νέες πολιτικές και υπηρεσίες εικονικά και τη στρατιωτική προσομοίωση σεναρίων πολέμου.

Αντιστοιχισμένο περιβάλλον συνθετικών τομέων

Ένα ψηφιακό δίδυμο χρησιμοποιεί δεδομένα από τον πραγματικό κόσμο για να δημιουργήσει εικονικές προσομοιώσεις που μπορούν να μιμηθούν και να προβλέψουν ένα προϊόν, μια διαδικασία ή ένα περιβάλλον και πώς λειτουργεί κάτω από διαφορετικές μεταβλητές. Αυτά τα δίδυμα έχουν γίνει ολοένα και πιο εξελιγμένα και ακριβή ενσωματώνοντας χαρακτηριστικά όπως το Internet of Things (IoT), η τεχνητή νοημοσύνη (AI) και τα αναλυτικά στοιχεία λογισμικού. Επιπλέον, τα ψηφιακά δίδυμα έχουν γίνει απαραίτητα στη σύγχρονη μηχανική καθώς αυτά τα δίδυμα μπορούν συχνά να αντικαταστήσουν την ανάγκη κατασκευής φυσικών πρωτοτύπων και περίπλοκων εγκαταστάσεων δοκιμών, μειώνοντας έτσι το κόστος και επιταχύνοντας την ταχύτητα της επανάληψης του σχεδιασμού.

Η κύρια διαφορά μεταξύ των ψηφιακών διδύμων και των προσομοιώσεων είναι ότι οι προσομοιώσεις αναπαράγουν αυτό που θα μπορούσε να συμβεί σε ένα προϊόν, ενώ ένα ψηφιακό δίδυμο αναπαράγει αυτό που συμβαίνει σε ένα πραγματικό συγκεκριμένο προϊόν στον πραγματικό κόσμο. Τόσο οι προσομοιώσεις όσο και οι ψηφιακές δίδυμες χρησιμοποιούν ψηφιακά μοντέλα για την αναπαραγωγή των διαδικασιών ενός συστήματος. Ωστόσο, ενώ οι προσομοιώσεις συνήθως επικεντρώνονται σε μία λειτουργία τη φορά, τα ψηφιακά δίδυμα μπορούν να εκτελέσουν πολλές προσομοιώσεις ταυτόχρονα για να παρατηρήσουν διαφορετικές μεθόδους.
 
Λόγω της υιοθέτησης του κλάδου που έχουν βιώσει τα digital twins γύρω από τα μηχανικά προϊόντα και τις κατασκευές κτιρίων, αρκετές εταιρείες εστιάζουν τώρα στην προσφορά ψηφιακών δίδυμων που χαρτογραφούν ή μιμούνται εδάφη και τοποθεσίες του πραγματικού κόσμου. Συγκεκριμένα, ο στρατός έχει δείξει έντονο ενδιαφέρον για τη δημιουργία ρεαλιστικών περιβαλλόντων όπου οι στρατιώτες μπορούν να εκπαιδεύονται με ασφάλεια (χρησιμοποιώντας ακουστικά VR). 

Ένα παράδειγμα εταιρείας που προσφέρει χαρτογραφημένους συνθετικούς τομείς ή περιβάλλοντα είναι η Maxar, η οποία χρησιμοποιεί δορυφορικές εικόνες για να δημιουργήσει τα ψηφιακά της δίδυμα. Σύμφωνα με το site της εταιρείας, από το 2022, μπορεί να δημιουργήσει ρεαλιστικές προσομοιώσεις πτήσης και συγκεκριμένες ασκήσεις εκπαίδευσης οπουδήποτε στον κόσμο. Η εταιρεία χρησιμοποιεί AI/ML για να εξάγει χαρακτηριστικά, διανύσματα και χαρακτηριστικά από υψηλής ποιότητας γεωχωρικά δεδομένα. Οι λύσεις οπτικοποίησης τους μοιάζουν πολύ με τις συνθήκες στο έδαφος, βοηθώντας τους στρατιωτικούς πελάτες να λαμβάνουν αποφάσεις πιο γρήγορα και με σιγουριά. 

Αποδιοργανωτικός αντίκτυπος

Το 2019, το Ερευνητικό Εργαστήριο Στρατού των ΗΠΑ άρχισε να κατασκευάζει το One World Terrain, έναν ακριβή τρισδιάστατο χάρτη υψηλής ανάλυσης του κόσμου που μπορεί να εντοπίσει τοποθεσίες και να χρησιμοποιηθεί για πλοήγηση σε περιοχές όπου το GPS (σύστημα παγκόσμιου εντοπισμού θέσης) δεν είναι προσβάσιμο. Το έργο σχεδόν 3 δισεκατομμυρίου δολαρίων, που ανατέθηκε στη Maxar, είναι κεντρικό στο Συνθετικό Περιβάλλον Εκπαίδευσης του Στρατού. Η πλατφόρμα είναι μια υβριδική φυσική-ψηφιακή διεπαφή για τους στρατιώτες να εκτελούν εκπαιδευτικές αποστολές σε εικονικές ρυθμίσεις που αντικατοπτρίζουν τον πραγματικό κόσμο. Το έργο αναμένεται να ολοκληρωθεί το 1.

Εν τω μεταξύ, το 2019, η Amazon χρησιμοποίησε συνθετικές προσομοιώσεις δρόμων, κτιρίων και κυκλοφορίας στην κομητεία Snohomish της Ουάσιγκτον, για να εκπαιδεύσει το ρομπότ παράδοσης, το Scout. Το ψηφιακό αντίγραφο της εταιρείας ήταν ακριβές σε εκατοστά για τη θέση των κρασπέδων και των πεζοδρομίων, και οι υφές όπως ο κόκκος της ασφάλτου ήταν ακριβείς σε χιλιοστά. Δοκιμάζοντας το Scout σε ένα συνθετικό προάστιο, η Amazon μπορούσε να το παρατηρήσει πολλές φορές κάτω από διαφορετικές καιρικές συνθήκες χωρίς να απογοητεύσει τις πραγματικές γειτονιές απελευθερώνοντας μπλε ρόβερ παντού.

Η Amazon χρησιμοποίησε δεδομένα από ένα καρότσι παρόμοιο σε μέγεθος με το Scout, το οποίο ρυμουλκείται από ένα ποδήλατο με κάμερες και lidar (ένας σαρωτής λέιζερ 3D που χρησιμοποιείται συχνά για έργα αυτόνομων αυτοκινήτων) για να κατασκευάσει το εικονικό της προάστιο. Η εταιρεία χρησιμοποίησε πλάνα από έρευνες αεροσκαφών για να συμπληρώσει τον υπόλοιπο χάρτη. Η τεχνολογία χαρτογράφησης και προσομοίωσης της Amazon βοηθά στην έρευνα και βοήθεια στην ανάπτυξη ρομπότ σε νέες γειτονιές. Αυτή η τεχνική γίνεται με τη δοκιμή τους σε προσομοιώσεις, ώστε να είναι έτοιμα για γενική χρήση όταν έρθει η ώρα. 

Συνέπειες των χαρτογραφημένων συνθετικών τομέων

Οι ευρύτερες επιπτώσεις των αντιστοιχισμένων συνθετικών τομέων μπορεί να περιλαμβάνουν: 

• Τα ψηφιακά δίδυμα της Γης χρησιμοποιούνται για προσπάθειες διατήρησης και εφαρμογή σεναρίων κλιματικής αλλαγής.
• Έξυπνες πόλεις που χρησιμοποιούν ψηφιακά δίδυμα για να δοκιμάσουν νέες τεχνολογίες, συμπεριλαμβανομένων των αυτόνομων οχημάτων, καθώς και για πιο εμπεριστατωμένες μελέτες αστικού σχεδιασμού
• Οι πόλεις ανακάμπτουν γρηγορότερα από φυσικές καταστροφές και στρατιωτικές συγκρούσεις μέσω των εργαζομένων έκτακτης ανάγκης και των πολεοδόμων που είναι σε θέση να σχεδιάσουν προσπάθειες ανοικοδόμησης.
• Στρατιωτικοί οργανισμοί που αναθέτουν σε εταιρείες τρισδιάστατης χαρτογράφησης για τη δημιουργία ψηφιακών δίδυμων τοπίων της πραγματικής ζωής για την προσομοίωση διαφόρων συνθηκών μάχης καθώς και για τη δοκιμή στρατιωτικών ρομπότ και drones.
• Η βιομηχανία τυχερών παιχνιδιών χρησιμοποιεί χαρτογραφημένους συνθετικούς τομείς για να δημιουργήσει πιο ρεαλιστικές και καθηλωτικές εμπειρίες, ειδικά αυτές που έχουν σχεδιαστεί για να μιμούνται πραγματικές τοποθεσίες.
• Περισσότερες νεοφυείς επιχειρήσεις που προσφέρουν χαρτογράφηση 3D και προβολής για κατασκευαστικές εταιρείες που θέλουν να δοκιμάσουν διαφορετικά σχέδια και υλικά κτιρίων.

Ερωτήσεις προς εξέταση

• Ποια είναι τα άλλα πιθανά οφέλη των χαρτογραφημένων συνθετικών περιβαλλόντων;
• Πώς μπορούν τα καθηλωτικά ψηφιακά δίδυμα να αλλάξουν τον τρόπο ζωής και αλληλεπίδρασης των ανθρώπων;