“數字孿生”正款款走來

“數字孿生”指現實世界事物的虛擬表現，融合了人工智能、物聯網、元宇宙、虛擬現實以及增強現實等技術，致力于創建出真實物體、系統或過程的數字模型。科學家們可以修改這些模型的參數，以研究這些改變對真實物體或系統等的影響，而成本僅為在現實世界中進行實驗所需成本的一小部分。近年來，一些真正具有開創性的“數字孿生”范例不斷涌現，激勵著業界，幫助推動科學、醫學、工程、制藥、體育等領域的發展。

人腦或許是宇宙中最復雜的結構，對其進行數字模擬極其困難，充滿巨大的挑戰。由歐盟資助的“神經孿生”項目旨在模擬患者的腦，以建立模型，預測刺激對治療神經系統疾病——包括癲癇和阿爾茨海默病的影響，以找到這些疾病的最佳治療方法。研究團隊計劃2023年啟動臨床試驗，創建約60名阿爾茨海默病患者大腦的數字模型。“神經孿生”團隊表示，如果研究順利，這種數字模型可以顯著改善患者預后以及對棘手腦部疾病的了解。同時，醫生也能借此真正幫助腦疾患者，利用物理和數學的力量解碼大腦。

盡管聽起來有點像天方夜譚，但科學家們目前也正在研究和開發人的“數字孿生”。2016年，美國通用電氣前首席執行官比爾·魯赫預測，總有一天，每個人出生時就有一個“數字孿生”，當生病時，可用于設計定制治療方案，還可以模擬生活方式對其長期健康的影響。此外，利用患者獨特的基因組，這些“數字孿生”可以預測不同藥物的療效，從而在患病時提供最佳治療方案。這將最大限度地減少因患者的遺傳因素而無法奏效的治療方案，并延長壽命。

當然，人腦和人的“數字孿生”會引發一系列倫理問題。倫理學家認為，重要的是人們能夠控制自己的“數字孿生”的使用，保障自己的自主權和隱私不受侵犯。

中國上海城市運營管理中心為這個擁有2 600萬居民的城市建立了“數字孿生”模型，模擬了10萬個要素，從垃圾處理和收集設施，到電動自行車充電基礎設施、道路交通以及公寓樓的大小和位置。該“數字孿生”的創造者利用衛星和無人機數據構建生活模型，正在幫助當局規劃和應對新冠肺炎疫情。此外，它還可以用來模擬洪水等自然災害的影響，幫助相關部門制定應對計劃。

“數字孿生”作為一種創建城市虛擬模型并模擬政策情景的新技術，可能會改變城市規劃的游戲規則。比如，美國洛杉磯交通部與開放移動基金會合作，創建了該市交通基礎設施的“數字孿生”模型。首先，它對微移動解決方案，例如該市的共享自行車和電動滑板車網絡的運行情況進行建模，之后，它將擴展到包括共享乘車服務、拼車以及其他可能出現的新的移動解決方案，如自動出租車、無人機等。

洛杉磯索菲體育場現在有了自己的“數字孿生”。這個“數字孿生”不僅涵蓋體育場本身，還包括周圍占地300英畝的好萊塢公園。由于體育場本身正在建設中(從2020年開始)，它將從公園運營的各個領域實時收集數據，并將其集成到一個平臺上，用來回答人們提出的問題，從希望使用該空間的活動組織者到維護和清潔人員，都可以通過“應用商店”模式與這個“數字孿生”互動。

(來源：《科技日報》)