Domini sintetici mappati: una mappa digitale completa del mondo

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  Preveggenza quantistica
• 29 Novembre 2022

Riepilogo approfondimenti

I gemelli digitali, o mappatura 3D, sono versioni in realtà virtuale (VR) di luoghi e oggetti della vita reale, che si sono rivelati preziosi nella valutazione delle infrastrutture. Questi ambienti simulati possono aiutare le parti interessate a identificare e valutare potenziali siti ed eseguire in modo sicuro vari scenari digitalmente. Le implicazioni a lungo termine di questa tecnologia potrebbero includere la sperimentazione virtuale di nuove politiche e servizi da parte delle città intelligenti e la simulazione di scenari di guerra da parte dell’esercito.

Contesto dei domini sintetici mappati

Un gemello digitale utilizza i dati del mondo reale per costruire simulazioni virtuali in grado di emulare e prevedere un prodotto, un processo o un ambiente e come funziona in diverse variabili. Questi gemelli sono diventati sempre più sofisticati e accurati grazie all'integrazione di funzionalità come l'Internet of Things (IoT), l'intelligenza artificiale (AI) e l'analisi del software. Inoltre, i gemelli digitali sono diventati essenziali nell'ingegneria moderna poiché questi gemelli possono spesso sostituire la necessità di costruire prototipi fisici ed elaborare strutture di test, riducendo così i costi e accelerando la velocità dell'iterazione del progetto.

La principale differenza tra i gemelli digitali e le simulazioni è che le simulazioni replicano ciò che potrebbe accadere a un prodotto, mentre un gemello digitale replica ciò che sta accadendo a un prodotto specifico nel mondo reale. Sia le simulazioni che i gemelli digitali utilizzano modelli digitali per replicare i processi di un sistema. Tuttavia, mentre le simulazioni in genere si concentrano su un'operazione alla volta, i gemelli digitali possono eseguire più simulazioni contemporaneamente per osservare metodi diversi.
 
A causa dell'adozione da parte del settore che i gemelli digitali hanno sperimentato nei prodotti ingegnerizzati e nella costruzione di edifici, diverse aziende si stanno ora concentrando sull'offerta di gemelli digitali che mappano o imitano terreni e luoghi del mondo reale. In particolare, i militari hanno dimostrato un vivo interesse nella creazione di ambienti realistici in cui i soldati possono allenarsi in sicurezza (utilizzando visori VR). 

Un esempio di azienda che offre domini o ambienti sintetici mappati è Maxar, che utilizza immagini satellitari per costruire i suoi gemelli digitali. Secondo il sito dell'azienda, a partire dal 2022, può creare simulazioni di volo realistiche ed esercizi di addestramento specifici in qualsiasi parte del mondo. L'azienda utilizza AI/ML per estrarre caratteristiche, vettori e attributi da dati geospaziali di alta qualità. Le loro soluzioni di visualizzazione assomigliano molto alle condizioni sul campo, aiutando i clienti militari a prendere decisioni in modo più rapido e sicuro. 

Impatto dirompente

Nel 2019, il Laboratorio di ricerca dell'esercito americano ha iniziato a costruire One World Terrain, un'accurata mappa 3D del mondo ad alta risoluzione in grado di individuare posizioni ed essere utilizzata per la navigazione in aree in cui il GPS (sistema di posizionamento globale) non è accessibile. Il progetto da quasi 1 miliardo di dollari, affidato a Maxar, è fondamentale per l'ambiente di addestramento sintetico dell'esercito. La piattaforma è un'interfaccia ibrida fisico-digitale che consente ai soldati di eseguire missioni di addestramento in ambienti virtuali che rispecchiano il mondo reale. Il progetto dovrebbe essere completato nel 2023.

Nel frattempo, nel 2019, Amazon ha utilizzato simulazioni sintetiche di strade, edifici e traffico nella contea di Snohomish, Washington, per addestrare il suo robot per le consegne, Scout. La copia digitale dell'azienda era precisa al centimetro per la posizione di marciapiedi e vialetti, e strutture come la grana dell'asfalto erano precise al millimetro. Testando Scout in un sobborgo sintetico, Amazon ha potuto osservarlo molte volte in diverse condizioni meteorologiche senza frustrare i quartieri della vita reale scatenando rover blu ovunque.

Amazon ha utilizzato i dati di un carrello di dimensioni simili a Scout, trainato da una bicicletta con telecamere e lidar (uno scanner laser 3D spesso utilizzato per progetti di auto autonome) per costruire il suo sobborgo virtuale. L'azienda ha utilizzato i filmati dei rilievi aerei per compilare il resto della mappa. La tecnologia di mappatura e simulazione di Amazon aiuta con la ricerca e aiuta a distribuire robot in nuovi quartieri. Questa tecnica viene eseguita testandoli nelle simulazioni in modo che siano pronti per l'uso generale quando sarà il momento. 

Implicazioni dei domini sintetici mappati

Le implicazioni più ampie dei domini sintetici mappati possono includere: 

• Gemelli digitali della Terra utilizzati per gli sforzi di conservazione e l'implementazione di scenari di cambiamento climatico.
• Città intelligenti che utilizzano i gemelli digitali per testare nuove tecnologie, compresi i veicoli autonomi, nonché per studi di pianificazione urbana più approfonditi
• Le città si stanno riprendendo più velocemente dai disastri naturali e dai conflitti militari grazie alla capacità degli operatori di emergenza e degli urbanisti di pianificare gli sforzi di ricostruzione.
• Organizzazioni militari che appaltano società di mappatura 3D per creare gemelli digitali di paesaggi reali per simulare varie condizioni di battaglia e per testare robot e droni militari.
• L'industria dei giochi utilizza domini sintetici mappati per creare esperienze più realistiche e coinvolgenti, in particolare quelle progettate per imitare luoghi del mondo reale.
• Altre startup che offrono mappe 3D e di proiezione per le imprese edili che desiderano testare diversi progetti e materiali edilizi.

Domande da considerare

• Quali sono gli altri potenziali vantaggi degli ambienti sintetici mappati?
• In che modo i gemelli digitali immersivi possono cambiare il modo in cui le persone vivono e interagiscono?