Mapowane domeny syntetyczne: kompleksowa cyfrowa mapa świata

• Autor:
• nazwisko autora

  Foresight Quantumrun
• Listopad 29, 2022

Podsumowanie spostrzeżeń

Cyfrowe bliźniaki, czyli mapowanie 3D, to wersje rzeczywistości wirtualnej (VR) rzeczywistych miejsc i obiektów, które okazały się cenne w ocenie infrastruktury. Te symulowane środowiska mogą pomóc zainteresowanym stronom zidentyfikować i ocenić potencjalne lokalizacje oraz bezpiecznie przeprowadzić cyfrowo różne scenariusze. Długoterminowe implikacje tej technologii mogą obejmować wirtualne testowanie nowych polityk i usług przez inteligentne miasta oraz symulację scenariuszy działań wojennych przez wojsko.

Zmapowany kontekst domen syntetycznych

Cyfrowy bliźniak wykorzystuje dane ze świata rzeczywistego do tworzenia wirtualnych symulacji, które mogą emulować i prognozować produkt, proces lub środowisko oraz sposób ich funkcjonowania w różnych zmiennych. Te bliźniaki stają się coraz bardziej wyrafinowane i dokładne dzięki integracji funkcji, takich jak Internet rzeczy (IoT), sztuczna inteligencja (AI) i analiza oprogramowania. Co więcej, cyfrowe bliźniaki stały się niezbędne w nowoczesnej inżynierii, ponieważ często mogą zastąpić potrzebę budowania fizycznych prototypów i skomplikowanych urządzeń testowych, zmniejszając w ten sposób koszty i przyspieszając tempo iteracji projektu.

Główna różnica między cyfrowymi bliźniakami a symulacjami polega na tym, że symulacje odzwierciedlają to, co może się stać z produktem, podczas gdy cyfrowy bliźniak powiela to, co dzieje się z konkretnym produktem w prawdziwym świecie. Zarówno symulacje, jak i cyfrowe bliźniaki wykorzystują modele cyfrowe do replikacji procesów systemu. Jednak podczas gdy symulacje zazwyczaj skupiają się na jednej operacji naraz, cyfrowe bliźniaki mogą przeprowadzać wiele symulacji jednocześnie, aby obserwować różne metody.
 
Ze względu na przyjęcie w branży cyfrowych bliźniaków w zakresie produktów inżynieryjnych i konstrukcji budowlanych, kilka firm koncentruje się obecnie na oferowaniu cyfrowych bliźniaków, które odwzorowują lub naśladują rzeczywisty teren i lokalizacje. W szczególności wojsko żywo interesuje się tworzeniem realistycznych środowisk, w których żołnierze mogą bezpiecznie trenować (przy użyciu zestawów VR). 

Przykładem firmy oferującej zmapowane syntetyczne domeny lub środowiska jest Maxar, która wykorzystuje zdjęcia satelitarne do budowy swoich cyfrowych bliźniaków. Według strony internetowej firmy, od 2022 roku może tworzyć realistyczne symulacje lotu i specjalne ćwiczenia szkoleniowe w dowolnym miejscu na świecie. Firma wykorzystuje sztuczną inteligencję/uczenie maszynowe do wydobywania cech, wektorów i atrybutów z wysokiej jakości danych geoprzestrzennych. Ich rozwiązania wizualizacyjne bardzo przypominają warunki panujące na ziemi, pomagając klientom wojskowym podejmować decyzje szybciej i pewniej. 

Zakłócający wpływ

W 2019 roku Laboratorium Badawcze Armii Stanów Zjednoczonych rozpoczęło tworzenie One World Terrain, dokładnej mapy 3D świata o wysokiej rozdzielczości, która może wskazywać lokalizacje i służyć do nawigacji w obszarach, w których GPS (globalny system pozycjonowania) nie jest dostępny. Projekt o wartości prawie 1 miliarda dolarów, zlecony firmie Maxar, ma kluczowe znaczenie dla wojskowego środowiska szkolenia syntetycznego. Platforma to hybrydowy, fizyczno-cyfrowy interfejs umożliwiający żołnierzom prowadzenie misji szkoleniowych w środowiskach wirtualnych odzwierciedlających świat rzeczywisty. Zakończenie projektu ma nastąpić w 2023 roku.

Tymczasem w 2019 roku Amazon wykorzystał syntetyczne symulacje dróg, budynków i ruchu w hrabstwie Snohomish w stanie Waszyngton, aby wyszkolić swojego robota dostawczego Scout. Cyfrowa kopia firmy była dokładna z dokładnością do centymetrów dla położenia krawężników i podjazdów, a tekstury, takie jak ziarno asfaltu, były dokładne z dokładnością do milimetrów. Testując Scout na syntetycznych przedmieściach, Amazon mógł obserwować go wiele razy w różnych warunkach pogodowych bez frustrowania prawdziwych dzielnic, uwalniając wszędzie niebieskie łaziki.

Amazon wykorzystał dane z wózka podobnego wielkości do Scouta, ciągniętego przez rower z kamerami i lidarem (skaner laserowy 3D często używany w projektach autonomicznych samochodów), aby zbudować swoje wirtualne przedmieście. Firma wykorzystała materiał filmowy z przeglądów samolotów, aby wypełnić resztę mapy. Technologia mapowania i symulacji firmy Amazon pomaga w badaniach i wdrażaniu robotów w nowych dzielnicach. Ta technika polega na przetestowaniu ich w symulacjach, tak aby były gotowe do ogólnego użytku, gdy nadejdzie czas. 

Implikacje zmapowanych domen syntetycznych

Szersze implikacje zmapowanych domen syntetycznych mogą obejmować: 

• Cyfrowe bliźniaki Ziemi wykorzystywane do działań na rzecz ochrony przyrody i wdrażania scenariuszy zmian klimatu.
• Inteligentne miasta wykorzystujące cyfrowe bliźniaki do testowania nowych technologii, w tym pojazdów autonomicznych, a także do dokładniejszych badań urbanistycznych
• Miasta szybciej odbudowują się po klęskach żywiołowych i konfliktach zbrojnych dzięki pracownikom ratunkowym i urbanistom, którzy mogą planować wysiłki na rzecz odbudowy.
• Organizacje wojskowe zlecają firmom zajmującym się tworzeniem map 3D tworzenie cyfrowych bliźniaków rzeczywistych krajobrazów w celu symulacji różnych warunków bojowych, a także testowania robotów wojskowych i dronów.
• Branża gier wykorzystuje zmapowane domeny syntetyczne do tworzenia bardziej realistycznych i wciągających doświadczeń, zwłaszcza tych zaprojektowanych w celu naśladowania rzeczywistych lokalizacji.
• Więcej startupów oferujących mapowanie 3D i projekcję dla firm budowlanych, które chcą przetestować różne projekty budynków i materiały.

Pytania do rozważenia

• Jakie są inne potencjalne korzyści mapowanych środowisk syntetycznych?
• W jaki sposób immersyjne cyfrowe bliźniaki mogą zmienić sposób życia i interakcji ludzi?