دامنه های مصنوعی نقشه برداری: نقشه جامع دیجیتال جهان

• نویسنده:
• نام نویسنده

  آینده نگاری کوانتوم ران
• نوامبر 29، 2022

خلاصه بینش

دوقلوهای دیجیتال یا نقشه‌برداری سه‌بعدی، نسخه‌های واقعیت مجازی (VR) از مکان‌ها و اشیاء واقعی هستند که در ارزیابی زیرساخت‌ها ارزشمند بوده‌اند. این محیط‌های شبیه‌سازی‌شده می‌توانند به ذینفعان کمک کنند تا سایت‌های بالقوه را شناسایی و ارزیابی کنند و سناریوهای مختلف را با خیال راحت انجام دهند. پیامدهای بلندمدت این فناوری می تواند شامل آزمایش شهرهای هوشمند سیاست ها و خدمات جدید به صورت مجازی و شبیه سازی نظامی سناریوهای جنگ باشد.

زمینه دامنه های مصنوعی نگاشت شده

یک دوقلو دیجیتال از داده‌های دنیای واقعی برای ساخت شبیه‌سازی‌های مجازی استفاده می‌کند که می‌تواند یک محصول، فرآیند یا محیط و نحوه عملکرد آن را تحت متغیرهای مختلف شبیه‌سازی و پیش‌بینی کند. این دوقلوها با ادغام ویژگی هایی مانند اینترنت اشیاء (IoT)، هوش مصنوعی (AI) و تجزیه و تحلیل نرم افزاری به طور فزاینده ای پیچیده و دقیق شده اند. علاوه بر این، دوقلوهای دیجیتال در مهندسی مدرن ضروری شده‌اند، زیرا این دوقلوها اغلب می‌توانند جایگزین نیاز به ساخت نمونه‌های اولیه فیزیکی و امکانات آزمایش دقیق شوند، در نتیجه هزینه را کاهش داده و سرعت تکرار طراحی را تسریع می‌کنند.

تفاوت اصلی بین دوقلوهای دیجیتال و شبیه‌سازی این است که شبیه‌سازی‌ها اتفاقاتی را که ممکن است برای یک محصول بیفتد را تکرار می‌کنند، در حالی که یک دوقلو دیجیتال آنچه را که برای یک محصول خاص واقعی در دنیای واقعی اتفاق می‌افتد تکرار می‌کند. هر دو شبیه سازی و دوقلوهای دیجیتال از مدل های دیجیتال برای تکرار فرآیندهای یک سیستم استفاده می کنند. با این حال، در حالی که شبیه‌سازی‌ها معمولاً روی یک عملیات در یک زمان تمرکز می‌کنند، دوقلوهای دیجیتال می‌توانند چندین شبیه‌سازی را به طور همزمان برای مشاهده روش‌های مختلف اجرا کنند.
 
به دلیل پذیرش صنعتی که دوقلوهای دیجیتال در مورد محصولات مهندسی شده و ساخت و ساز ساختمان تجربه کرده اند، اکنون چندین شرکت بر روی ارائه دوقلوهای دیجیتالی متمرکز شده اند که زمین ها و مکان های دنیای واقعی را ترسیم یا تقلید می کنند. به ویژه، ارتش علاقه زیادی به ایجاد محیط های واقع گرایانه دارد که سربازان بتوانند با خیال راحت آموزش ببینند (با استفاده از هدست های واقعیت مجازی). 

نمونه ای از شرکتی که دامنه ها یا محیط های مصنوعی نقشه برداری شده را ارائه می دهد Maxar است که از تصاویر ماهواره ای برای ساخت دوقلوهای دیجیتالی خود استفاده می کند. به گفته سایت این شرکت، از سال 2022، می تواند شبیه سازی های پرواز واقعی و تمرین های آموزشی خاص را در هر نقطه از جهان ایجاد کند. این شرکت از AI/ML برای استخراج ویژگی‌ها، بردارها و ویژگی‌ها از داده‌های مکانی با کیفیت بالا استفاده می‌کند. راه حل های تجسم آنها شباهت زیادی به شرایط روی زمین دارد و به مشتریان نظامی کمک می کند تا با سرعت و اطمینان بیشتری تصمیم بگیرند. 

تاثیر مخرب

در سال 2019، آزمایشگاه تحقیقاتی ارتش ایالات متحده شروع به ساخت One World Terrain کرد، یک نقشه سه بعدی دقیق با وضوح بالا از جهان که می تواند مکان ها را مشخص کند و برای ناوبری در مناطقی که GPS (سیستم موقعیت یابی جهانی) در دسترس نیست، استفاده شود. این پروژه تقریباً 3 میلیارد دلاری که با Maxar قرارداد بسته شده است، در مرکز آموزش مصنوعی ارتش قرار دارد. این پلتفرم یک رابط فیزیکی-دیجیتال ترکیبی برای سربازان برای اجرای ماموریت های آموزشی در تنظیمات مجازی است که منعکس کننده دنیای واقعی است. انتظار می رود این پروژه در سال 1 تکمیل شود.

در همین حال، در سال 2019، آمازون از شبیه‌سازی مصنوعی جاده‌ها، ساختمان‌ها و ترافیک در شهرستان اسنوومیش، واشنگتن، برای آموزش ربات تحویل‌دهنده خود، Scout، استفاده کرد. کپی دیجیتالی این شرکت برای موقعیت سنگ‌های حاشیه‌ای و راهروها تا چند سانتی‌متر دقیق بود، و بافت‌هایی مانند دانه‌های آسفالت تا چند میلی‌متر دقیق بودند. با آزمایش Scout در یک حومه مصنوعی، آمازون می‌توانست بارها آن را تحت شرایط آب و هوایی مختلف بدون ایجاد ناراحتی در محله‌های واقعی با پرتاب مریخ نوردهای آبی در همه جا مشاهده کند.

آمازون برای ساختن حومه مجازی خود از داده‌های یک گاری مشابه Scout استفاده کرد که توسط یک دوچرخه با دوربین و لیدار (اسکنر لیزری سه بعدی که اغلب برای پروژه‌های خودروهای خودران استفاده می‌شود) یدک می‌کشید. این شرکت برای پر کردن بقیه نقشه از فیلم‌های بررسی‌های هواپیما استفاده کرد. فناوری نقشه برداری و شبیه سازی آمازون به تحقیقات و کمک در استقرار ربات ها در محله های جدید کمک می کند. این تکنیک با آزمایش آنها در شبیه سازی انجام می شود تا در زمان فرا رسیدن زمان، برای استفاده عمومی آماده شوند. 

مفاهیم حوزه های مصنوعی نقشه برداری شده

پیامدهای گسترده‌تر حوزه‌های مصنوعی نقشه‌برداری شده ممکن است شامل موارد زیر باشد: 

• دوقلوهای دیجیتالی زمین برای تلاش‌های حفاظتی و اجرای سناریوهای تغییر آب و هوا استفاده می‌شوند.
• شهرهای هوشمند با استفاده از دوقلوهای دیجیتال برای آزمایش فناوری های جدید، از جمله وسایل نقلیه خودران، و همچنین برای مطالعات برنامه ریزی شهری دقیق تر
• بهبود سریع‌تر شهرها از بلایای طبیعی و درگیری‌های نظامی از طریق کارکنان اورژانس و برنامه‌ریزان شهری که قادر به برنامه‌ریزی تلاش‌های بازسازی هستند.
• سازمان‌های نظامی با شرکت‌های نقشه‌برداری سه‌بعدی قرارداد می‌بندند تا دوقلوهای دیجیتالی از مناظر واقعی را برای شبیه‌سازی شرایط جنگی مختلف و همچنین آزمایش روبات‌های نظامی و پهپادها ایجاد کنند.
• صنعت بازی با استفاده از دامنه‌های مصنوعی نقشه‌برداری شده برای ایجاد تجربیات واقعی‌تر و همه‌جانبه‌تر، به‌ویژه آن‌هایی که برای تقلید مکان‌های دنیای واقعی طراحی شده‌اند.
• استارت‌آپ‌های بیشتری برای شرکت‌های ساختمانی که می‌خواهند طرح‌ها و مصالح ساختمانی مختلف را آزمایش کنند، نقشه‌های سه‌بعدی و پیش‌بینی ارائه می‌دهند.

سوالاتی که باید در نظر گرفته شود

• سایر مزایای بالقوه محیط های مصنوعی نقشه برداری شده چیست؟
• چگونه دوقلوهای دیجیتالی همهجانبه می توانند نحوه زندگی و تعامل مردم را تغییر دهند؟