Preslikane sintetične domene: celovit digitalni zemljevid sveta

• Avtor:
• ime avtorja

  Quantumrun Foresight
• November 29, 2022

Povzetek vpogleda

Digitalni dvojčki ali 3D-kartiranje so različice navidezne resničnosti (VR) krajev in predmetov iz resničnega življenja, ki so se izkazale za dragocene pri ocenjevanju infrastruktur. Ta simulirana okolja lahko zainteresiranim stranem pomagajo prepoznati in oceniti potencialna mesta ter varno izvesti različne scenarije digitalno. Dolgoročne posledice te tehnologije bi lahko vključevale pametna mesta, ki virtualno preizkušajo nove politike in storitve, ter vojska, ki simulira scenarije vojskovanja.

Kontekst preslikanih sintetičnih domen

Digitalni dvojček uporablja podatke iz resničnega sveta za izdelavo virtualnih simulacij, ki lahko posnemajo in napovedujejo izdelek, proces ali okolje in kako delujejo pod različnimi spremenljivkami. Ti dvojčki so postali vse bolj izpopolnjeni in natančni z integracijo funkcij, kot so internet stvari (IoT), umetna inteligenca (AI) in programska analitika. Poleg tega so digitalni dvojčki postali bistveni v sodobnem inženirstvu, saj lahko ti dvojčki pogosto nadomestijo potrebo po izdelavi fizičnih prototipov in izdelavi preskusnih zmogljivosti, s čimer se zmanjšajo stroški in pospeši hitrost ponovitve načrtovanja.

Glavna razlika med digitalnimi dvojčki in simulacijami je v tem, da simulacije posnemajo, kaj bi se lahko zgodilo izdelku, medtem ko digitalni dvojček posnema, kaj se dogaja z dejanskim specifičnim izdelkom v resničnem svetu. Tako simulacije kot digitalni dvojčki uporabljajo digitalne modele za posnemanje procesov sistema. Medtem ko se simulacije običajno osredotočajo na eno operacijo naenkrat, lahko digitalni dvojčki izvajajo več simulacij hkrati za opazovanje različnih metod.
 
Zaradi sprejetja digitalnih dvojčkov v industriji pri inženirskih izdelkih in gradnji stavb se več podjetij zdaj osredotoča na ponudbo digitalnih dvojčkov, ki izrisujejo ali posnemajo terene in lokacije v resničnem svetu. Zlasti se je vojska močno zanimala za ustvarjanje realističnih okolij, kjer lahko vojaki varno trenirajo (z uporabo slušalk VR). 

Primer podjetja, ki ponuja preslikane sintetične domene ali okolja, je Maxar, ki uporablja satelitske slike za gradnjo svojih digitalnih dvojčkov. Glede na spletno stran podjetja lahko od leta 2022 ustvarja realistične simulacije letenja in posebne vaje za usposabljanje kjer koli na svetu. Podjetje uporablja AI/ML za pridobivanje funkcij, vektorjev in atributov iz visokokakovostnih geoprostorskih podatkov. Njihove rešitve za vizualizacijo so zelo podobne razmeram na terenu, kar vojaškim strankam pomaga sprejemati odločitve hitreje in samozavestneje. 

Moteč vpliv

Leta 2019 je raziskovalni laboratorij ameriške vojske začel graditi One World Terrain, natančen 3D-zemljevid sveta z visoko ločljivostjo, ki lahko natančno določi lokacije in se uporablja za navigacijo na območjih, kjer GPS (globalni sistem za določanje položaja) ni dostopen. Skoraj 1 milijardo USD vreden projekt, sklenjen z Maxarjem, je osrednjega pomena za vojaško okolje za sintetično usposabljanje. Platforma je hibridni fizično-digitalni vmesnik za vojake, ki izvajajo misije usposabljanja v virtualnih okoljih, ki zrcalijo resnični svet. Projekt bo predvidoma zaključen leta 2023.

Medtem je leta 2019 Amazon uporabil sintetične simulacije cest, zgradb in prometa v okrožju Snohomish v Washingtonu za usposabljanje svojega robota za dostavo Scout. Digitalna kopija podjetja je bila natančna do centimetrov za položaj robnikov in dovozov, teksture, kot je zrno asfalta, pa so bile natančne do milimetrov. S preizkušanjem Scouta v sintetičnem predmestju ga je Amazon lahko večkrat opazoval v različnih vremenskih razmerah, ne da bi frustriral resnične soseske s tem, da bi povsod spustil modre roverje.

Amazon je za izgradnjo svojega virtualnega predmestja uporabil podatke iz vozička, podobne velikosti kot Scout, ki ga vleče kolo s kamerami in lidarjem (3D-laserski skener, ki se pogosto uporablja za projekte avtonomnih avtomobilov). Podjetje je uporabilo posnetke raziskav letal, da je izpolnilo preostali del zemljevida. Amazonova tehnologija kartiranja in simulacije pomaga pri raziskavah in pomoči pri uvajanju robotov v nove soseske. Ta tehnika poteka tako, da se jih testira v simulacijah, tako da so pripravljeni za splošno uporabo, ko pride čas. 

Posledice preslikanih sintetičnih domen

Širše posledice preslikanih sintetičnih domen lahko vključujejo: 

• Digitalna dvojčka Zemlje, ki se uporabljata za prizadevanja za ohranjanje in izvajanje scenarijev podnebnih sprememb.
• Pametna mesta, ki uporabljajo digitalne dvojčke za preizkušanje novih tehnologij, vključno z avtonomnimi vozili, pa tudi za temeljitejše študije urbanističnega načrtovanja
• Mesta si hitreje opomorejo po naravnih nesrečah in vojaških spopadih, saj lahko reševalci in urbanisti načrtujejo prizadevanja za obnovo.
• Vojaške organizacije sklenejo pogodbe s podjetji za 3D-kartiranje za ustvarjanje digitalnih dvojčkov resničnih pokrajin za simulacijo različnih bojnih pogojev ter za testiranje vojaških robotov in dronov.
• Igralniška industrija uporablja preslikane sintetične domene za ustvarjanje bolj realističnih in poglobljenih izkušenj, zlasti tistih, ki so zasnovane tako, da posnemajo lokacije iz resničnega sveta.
• Več startupov, ki ponujajo 3D in projekcijsko kartiranje za gradbena podjetja, ki želijo preizkusiti različne zasnove zgradb in materiale.

Vprašanja, ki jih je treba upoštevati

• Katere so druge možne prednosti preslikanih sintetičnih okolij?
• Kako lahko poglobljeni digitalni dvojčki spremenijo način življenja in interakcije ljudi?