《黑客帝国》是一部大家都非常熟悉的电影,虚拟世界与现实世界的激烈交锋让我们常常沉浸其中,无法自拔。你相信吗?数字孪生和仿真将有机会让这一构想变成现实,让每一个人都能领略到数字世界的奥妙。
本期,我们特约中国工业合作协会仿真技术产业分会会长张霖以及安世亚太高级副总裁田锋与大家继续共同探讨“元宇宙、数字孪生、仿真”专题内容,本期主题为数字孪生对仿真领域的主要贡献。
您认为数字孪生对仿真领域的主要贡献是什么?
在我还没有接触到数字孪生的时候,我就觉得《黑客帝国》就是仿真软件模拟出来的世界。黑客帝国是比数字孪生还要大的世界,对我的启发非常大。
您所提到的关于数字孪生对仿真的贡献有哪些,也更符合现在大多数人理解仿真的概念,是一种具体的、狭义的仿真定位。在我看来,数字孪生是一个除了仿真之外还有更多要素的综合体,数字孪生对仿真起到放大或者综合的作用。除了仿真,数字孪生还要加上虚拟现实、 AI 、IoT 、数字建模等等技术综合形成的对象,我把数字孪生视为一个生命体。从这个角度讲,数字孪生是对仿真的扩展,比如仿真的使用方式发生了比较大的变化。过去我们做仿真的时候,往往是在设计阶段构想出未来场景,并模拟各种场景可能出现的问题,确认该设计在使用过程中不会有问题之后,就意味着仿真就完成了它的使命。但对数字孪生体来说,这是远远不够的,需要把仿真实时化。数字孪生在运行过程中,从过去相对静态的仿真变成了完全实时的动态的仿真。仿真的使用场景一下变得非常大,传统的仿真技术难以适应这个新的时代了,对仿真提出了更多的应用要求、技术要求,以及在计算速度,降阶能力等等各方面的要求。另外,它提出了很多协同的要求,过去仿真就是仿真,现在仿真要跟物联网协同工作,它们之间在工作中会发生哪些化学反应或者物理反应?还有人工智能技术,在非机理模型或者机理模型不明确的这种场景下,二者之间又是互相扩展的关系。比如仿真需要更多的积累来支持的时候,人类还没研究出来怎么办呢?人工智能能帮助仿真提供一些不是很明确机理模型之下的相对明确的机理模型。反过来,仿真对人工智能可以提供数据支持。人工智能数据样本不完备的时候,仿真可以帮它做出更多的样本,让人工智能扩展范围。
过去的虚拟现实往往是画个图,但互动并不去符合物理学规律,由人进行操作,像玩游戏一样,在数字孪生阶段,仿真跟虚拟现实又可以很好结合起来,让虚拟现实非常神似真实世界。对仿真的应用范围又扩大到了虚拟现实的领地。
仿真常常在后台,人们感觉不到它的存在,一旦仿真与虚拟现实等技术结合起来之后,你会发现它进入了一个新的时代,进入了生活领域,进入了寻常百姓家。未来的数字孪生体一定是普通人也能操纵的对象。普通人操纵对象,就是操纵着跟仿真有关的对象。因此说,仿真会扩大它的使用范围。
总结来说,我认为数字孪生是仿真的新巅峰,对仿真使用的场景就做了大大的拓展,这种拓展一定会对仿真技术的拉动有莫大的裨益。