映射的合成域：世界的綜合數字地圖

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  量子運行遠見
• 2022 年 11 月 29 日

洞察總結

數位孿生或 3D 映射是現實生活中地點和物件的虛擬實境 (VR) 版本，事實證明，它在評估基礎設施方面非常有價值。這些模擬環境可以幫助利害關係人識別和評估潛在地點，並以數位方式安全地執行各種場景。這項技術的長期影響可能包括智慧城市虛擬測試新政策和服務以及軍事模擬戰爭場景。

映射的合成域上下文

數字孿生使用來自現實世界的數據來構建虛擬模擬，可以模擬和預測產品、流程或環境及其在不同變量下的運行方式。 通過集成物聯網 (IoT)、人工智能 (AI) 和軟件分析等功能，這對雙胞胎變得越來越複雜和準確。 此外，數字孿生在現代工程中已變得至關重要，因為這些孿生通常可以取代構建物理原型和復雜測試設施的需要，從而降低成本並加快設計迭代的速度。

數字孿生和模擬之間的主要區別在於，模擬複製了產品可能發生的情況，而數字孿生則復制了現實世界中實際特定產品所發生的情況。 模擬和數字孿生都使用數字模型來複製系統的流程。 然而，雖然模擬通常一次只關註一項操作，但數字孿生可以同時運行多個模擬以觀察不同的方法。
 
由於數字孿生在工程產品和建築施工方面的行業應用，一些公司現在專注於提供繪製或模仿現實世界地形和位置的數字孿生。 特別是，軍方對創建士兵可以安全訓練的真實環境（使用 VR 耳機）非常感興趣。 

Maxar 是提供映射合成域或環境的公司的一個例子，該公司利用衛星圖像來構建其數字雙胞胎。 據該公司網站稱，截至 2022 年，它可以在世界任何地方創建逼真的飛行模擬和特定的訓練演習。 該公司使用 AI/ML 從高質量地理空間數據中提取特徵、向量和屬性。 他們的可視化解決方案與地麵條件非常相似，幫助軍事客戶更快、更自信地做出決策。 

破壞性影響

2019 年，美國陸軍研究實驗室開始建造 One World Terrain，這是一張精確的高解析度 3D 世界地圖，可精確定位位置並用於在 GPS（全球定位系統）無法存取的區域進行導航。這個價值近 1 億美元的項目由 Maxar 承包，是陸軍綜合訓練環境的核心。該平台是一個混合實體數位接口，供士兵在反映現實世界的虛擬環境中執行訓練任務。該項目預計將於2023年完工。

與此同時，2019 年，亞馬遜利用華盛頓州斯諾霍米甚縣的道路、建築物和交通的綜合模擬來訓練其送貨機器人 Scout。 該公司的數字副本對於路緣石和車道的位置精確到厘米以內，並且瀝青顆粒等紋理的精確度達到毫米以內。 通過在人造郊區測試 Scout，亞馬遜可以在不同的天氣條件下多次觀察它，而不會因到處釋放藍色漫遊者而擾亂現實生活中的社區。

亞馬遜利用一輛與 Scout 大小相似的購物車的數據來構建其虛擬郊區，該購物車由一輛裝有攝像頭和激光雷達（常用於自動駕駛汽車項目的 3D 激光掃描儀）的自行車牽引。 該公司使用飛機測量的鏡頭來填寫地圖的其餘部分。 亞馬遜的地圖和模擬技術有助於研究和協助將機器人部署到新社區。 這項技術是通過在模擬中測試它們來完成的，以便它們在時機成熟時可以投入使用。 

映射合成域的含義

映射合成域的更廣泛影響可能包括： 

• 地球的數字孿生體被用於保護工作和實施氣候變化情景。
• 智慧城市使用數位孿生來測試新技術，包括自動駕駛汽車，以及進行更徹底的城市規劃研究
• 透過緊急工作人員和城市規劃者能夠規劃重建工作，城市可以更快地從自然災害和軍事衝突中恢復。
• 軍事組織與 3D 測繪公司簽約，創建現實場景的數字孿生，以模擬各種戰鬥條件並測試軍用機器人和無人機。
• 遊戲行業使用映射的合成域來創建更真實和身臨其境的體驗，尤其是那些旨在模仿現實世界位置的體驗。
• 更多初創公司為想要測試不同建築設計和材料的建築公司提供 3D 和投影映射。

需要考慮的問題

• 映射合成環境還有哪些其他潛在好處？
• 沉浸式數字孿生如何改變人們的生活和互動方式？