Kaardistatud sünteetilised domeenid: terviklik digitaalne maailmakaart

• Autor:
• autori nimi

  Quantumrun Foresight
• November 29, 2022

Ülevaate kokkuvõte

Digitaalsed kaksikud ehk 3D-kaardistamine on reaalsete kohtade ja objektide virtuaalreaalsuse (VR) versioonid, mis on osutunud infrastruktuuride hindamisel väärtuslikuks. Need simuleeritud keskkonnad võivad aidata sidusrühmadel potentsiaalseid kohti tuvastada ja hinnata ning erinevaid stsenaariume digitaalselt turvaliselt teostada. Selle tehnoloogia pikaajalised tagajärjed võivad hõlmata nutikaid linnu, mis katsetavad virtuaalselt uusi poliitikaid ja teenuseid ning sõjavägi simuleerib sõjapidamise stsenaariume.

Kaardistatud sünteetiliste domeenide kontekst

Digitaalne kaksik kasutab reaalsest maailmast pärit andmeid, et luua virtuaalseid simulatsioone, mis suudavad emuleerida ja prognoosida toodet, protsessi või keskkonda ning selle toimimist erinevate muutujate all. Need kaksikud on muutunud üha keerukamaks ja täpsemaks, integreerides selliseid funktsioone nagu asjade internet (IoT), tehisintellekt (AI) ja tarkvaraanalüütika. Lisaks on digitaalsed kaksikud muutunud kaasaegses inseneritöös oluliseks, kuna need kaksikud võivad sageli asendada füüsiliste prototüüpide ehitamise ja keerukate testimisseadmete loomise vajaduse, vähendades seeläbi kulusid ja kiirendades projekteerimise iteratsiooni kiirust.

Peamine erinevus digitaalsete kaksikute ja simulatsioonide vahel seisneb selles, et simulatsioonid kordavad seda, mis tootega juhtuda võib, samas kui digitaalkaksikud kordavad seda, mis toimub tegeliku konkreetse tootega reaalses maailmas. Nii simulatsioonid kui ka digitaalsed kaksikud kasutavad süsteemi protsesside kordamiseks digitaalseid mudeleid. Kuigi simulatsioonid keskenduvad tavaliselt ühele operatsioonile korraga, saavad digitaalkaksikud erinevate meetodite vaatlemiseks samaaegselt käivitada mitu simulatsiooni.
 
Tänu tööstusele, mida digitaalsed kaksikud on projekteeritud toodete ja hoonete ehitamisel kogenud, keskenduvad mitmed ettevõtted nüüd digitaalsete kaksikute pakkumisele, mis kaardistavad või jäljendavad reaalset maastikku ja asukohti. Eelkõige on sõjaväelased tundnud suurt huvi realistlike keskkondade loomise vastu, kus sõdurid saavad turvaliselt treenida (kasutades VR-peakomplekte). 

Näide ettevõttest, mis pakub kaardistatud sünteetilisi domeene või keskkondi, on Maxar, mis kasutab oma digitaalsete kaksikute ehitamiseks satelliidipilte. Ettevõtte saidi andmetel saab see alates 2022. aastast luua elutruid lennusimulatsioone ja spetsiifilisi treeningharjutusi kõikjal maailmas. Ettevõte kasutab AI/ML-i funktsioonide, vektorite ja atribuutide eraldamiseks kvaliteetsetest georuumilistest andmetest. Nende visualiseerimislahendused on väga sarnased kohapealsete tingimustega, aidates militaarklientidel otsuseid kiiremini ja enesekindlamalt teha. 

Häiriv mõju

2019. aastal alustas USA armee uurimislaboratoorium One World Terrain – täpse kõrge eraldusvõimega maailma 3D-kaardi ehitamist, mis võimaldab täpselt määrata asukohti ja mida saab kasutada navigeerimiseks piirkondades, kus GPS (globaalne positsioneerimissüsteem) pole juurdepääsetav. Maxariga sõlmitud peaaegu 1 miljardi USA dollari suurune projekt on armee sünteetilise väljaõppekeskkonna keskne osa. Platvorm on hübriidne füüsiline-digitaalne liides, mille abil sõdurid saavad sooritada treeningmissioone virtuaalses keskkonnas, mis peegeldab tegelikku maailma. Projekt peaks valmima 2023. aastal.

Samal ajal kasutas Amazon 2019. aastal Washingtoni osariigis Snohomishi maakonnas teede, hoonete ja liikluse sünteetilisi simulatsioone, et koolitada oma kohaletoimetamisrobotit Scout. Ettevõtte digitaalse koopia täpsus oli äärekivide ja sõiduteede asukoha jaoks sentimeetri täpsusega ning tekstuurid, nagu asfalditera, olid millimeetri täpsusega. Testides Scouti sünteetilises äärelinnas, võis Amazon seda erinevate ilmastikutingimuste korral mitu korda jälgida, ilma et see päriselus naabruskondi frustreeriks, vallandades kõikjal siniseid kulgureid.

Amazon kasutas oma virtuaalse eeslinna ehitamiseks andmeid, mis pärinesid Scoutiga sarnase suurusega kärust, mida veeti kaamerate ja lidariga (3D-laserskanner, mida sageli kasutatakse autonoomsete autoprojektide jaoks) kaasas. Ettevõte kasutas ülejäänud kaardi täitmiseks lennukite uuringutest saadud kaadreid. Amazoni kaardistamis- ja simulatsioonitehnoloogia aitab uurimistöös ja aitab roboteid uutesse linnaosadesse juurutada. Seda tehnikat testitakse simulatsioonides, et need oleksid õigel ajal üldiseks kasutamiseks valmis. 

Kaardistatud sünteetiliste domeenide tagajärjed

Kaardistatud sünteetiliste domeenide laiemad tagajärjed võivad hõlmata järgmist: 

• Maa digitaalseid kaksikuid kasutatakse kaitsemeetmeteks ja kliimamuutuste stsenaariumide elluviimiseks.
• Nutikad linnad, mis kasutavad digitaalseid kaksikuid uute tehnoloogiate, sealhulgas autonoomsete sõidukite katsetamiseks, aga ka põhjalikumate linnaplaneerimise uuringute jaoks
• Linnad taastuvad loodusõnnetustest ja sõjalistest konfliktidest kiiremini, kuna hädaabitöötajad ja linnaplaneerijad saavad planeerida ülesehitustöid.
• Sõjaväeorganisatsioonid, kes sõlmivad lepinguid 3D-kaardistamise ettevõtetega, et luua reaalsetest maastikest digitaalsed kaksikud, et simuleerida erinevaid lahingutingimusi ning testida sõjaväeroboteid ja droone.
• Mängutööstus kasutab kaardistatud sünteetilisi domeene, et luua realistlikumaid ja kaasahaaravamaid kogemusi, eriti neid, mis on loodud reaalsete asukohtade jäljendamiseks.
• Rohkem 3D- ja projektsioonikaarte pakkuvaid idufirmasid ehitusfirmadele, kes soovivad katsetada erinevaid hoonete projekte ja materjale.

Küsimused, mida kaaluda

• Millised on kaardistatud sünteetiliste keskkondade muud potentsiaalsed eelised?
• Kuidas saavad ümbritsevad digitaalkaksikud muuta inimeste elu- ja suhtlemisviisi?