Нанесенные на карту синтетические домены: всеобъемлющая цифровая карта мира

• Автор:
• Имя автора

  Квантумран Форсайт
• 29 ноября 2022

Сводка статистики

Цифровые двойники, или 3D-карты, представляют собой версии реальных мест и объектов в виртуальной реальности (VR), которые доказали свою ценность при оценке инфраструктур. Эти моделируемые среды могут помочь заинтересованным сторонам идентифицировать и оценить потенциальные площадки и безопасно реализовать различные сценарии в цифровом виде. Долгосрочные последствия этой технологии могут включать виртуальное тестирование новых политик и услуг в умных городах, а также военное моделирование сценариев войны.

Контекст сопоставленных синтетических доменов

Цифровой двойник использует данные из реального мира для создания виртуальных симуляций, которые могут эмулировать и прогнозировать продукт, процесс или среду, а также то, как они функционируют при различных переменных. Эти близнецы становятся все более сложными и точными благодаря интеграции таких функций, как Интернет вещей (IoT), искусственный интеллект (ИИ) и программная аналитика. Кроме того, цифровые двойники стали незаменимыми в современном проектировании, поскольку эти близнецы часто могут заменить необходимость создания физических прототипов и разработки средств тестирования, тем самым снижая стоимость и ускоряя скорость итераций проектирования.

Основное различие между цифровыми двойниками и симуляциями заключается в том, что симуляции воспроизводят то, что может произойти с продуктом, тогда как цифровой двойник воспроизводит то, что происходит с реальным конкретным продуктом в реальном мире. Как моделирование, так и цифровые двойники используют цифровые модели для воспроизведения системных процессов. Однако в то время как моделирование обычно сосредоточено на одной операции за раз, цифровые двойники могут одновременно запускать несколько моделей для наблюдения за различными методами.
 
Из-за того, что цифровые двойники получили широкое распространение в индустрии инженерных продуктов и строительства зданий, некоторые компании в настоящее время сосредоточены на выпуске цифровых двойников, которые отображают или имитируют ландшафты и местоположения реального мира. В частности, военные проявляют большой интерес к созданию реалистичной среды, в которой солдаты могут безопасно тренироваться (с использованием гарнитур виртуальной реальности). 

Примером компании, предлагающей нанесенные на карту синтетические домены или среды, является Maxar, которая использует спутниковые изображения для создания своих цифровых двойников. Согласно сайту компании, с 2022 года он может создавать реалистичные симуляторы полета и специальные тренировочные упражнения в любой точке мира. Фирма использует AI/ML для извлечения признаков, векторов и атрибутов из высококачественных геопространственных данных. Их решения для визуализации очень похожи на наземные условия, помогая военным заказчикам принимать решения быстрее и увереннее. 

Разрушительное воздействие

В 2019 году Исследовательская лаборатория армии США приступила к созданию One World Terrain — точной трехмерной карты мира с высоким разрешением, которая может определять местоположения и использоваться для навигации в районах, где GPS (система глобального позиционирования) недоступна. Проект стоимостью почти 3 миллиард долларов США, заключенный с компанией Maxar, занимает центральное место в системе синтетической подготовки армии. Платформа представляет собой гибридный физически-цифровой интерфейс, позволяющий солдатам выполнять тренировочные миссии в виртуальных условиях, отражающих реальный мир. Ожидается, что проект будет завершен в 1 году.

Между тем, в 2019 году Amazon использовала синтетическое моделирование дорог, зданий и дорожного движения в округе Снохомиш, штат Вашингтон, для обучения своего робота-доставщика Scout. Цифровая копия компании была точна с точностью до сантиметра для положения бордюров и проездов, а текстуры, такие как зерна асфальта, были точны до миллиметра. Протестировав Scout в искусственном пригороде, Amazon смогла наблюдать за ним много раз в разных погодных условиях, не раздражая реальные районы, запуская вездеходы.

Amazon использовала данные из тележки, похожей по размеру на Scout, которую буксировал велосипед с камерами и лидаром (лазерный 3D-сканер, часто используемый в проектах автономных автомобилей), чтобы построить свой виртуальный пригород. Компания использовала кадры аэрофотосъемки, чтобы заполнить остальную часть карты. Картографические и симуляционные технологии Amazon помогают в исследованиях и развертывании роботов в новых районах. Этот метод выполняется путем тестирования их в симуляциях, чтобы они были готовы к общему использованию, когда придет время. 

Последствия картированных синтетических доменов

Более широкие последствия картированных синтетических доменов могут включать: 

• Цифровые двойники Земли используются для природоохранных мероприятий и реализации сценариев изменения климата.
• Умные города используют цифровых двойников для тестирования новых технологий, в том числе беспилотных транспортных средств, а также для более тщательных исследований городского планирования.
• Города быстрее восстанавливаются после стихийных бедствий и военных конфликтов благодаря тому, что сотрудники служб экстренной помощи и градостроители могут планировать усилия по восстановлению.
• Военные организации заключают контракты с компаниями, занимающимися 3D-картографированием, для создания цифровых двойников реальных ландшафтов для имитации различных боевых условий, а также для тестирования военных роботов и дронов.
• Игровая индустрия использует сопоставленные синтетические домены для создания более реалистичных и захватывающих впечатлений, особенно тех, которые предназначены для имитации реальных мест.
• Больше стартапов, предлагающих 3D- и проекционное картографирование для строительных фирм, которые хотят протестировать различные строительные конструкции и материалы.

Вопросы для рассмотрения

• Каковы другие потенциальные преимущества нанесенных на карту синтетических сред?
• Как иммерсивные цифровые двойники могут изменить то, как люди живут и взаимодействуют?