作为推动科技新纪元的关键技术之一,数字孪生从诞生之初就因其独特的创新能力、广阔的应用前景和无限的发展潜力而引起全球业界专家们的关注。同时,人工智能、物联网、大数据、云计算和区块链等前沿信息技术的飞速发展,为数字孪生的实践提供了坚实的技术基础。通过开发数字化产品,改变产品设计、开发、制造和服务全生命周期流程,连接内部与外部环境,数字孪生能够加速企业数字化转型,加快经济结构升级。
数字孪生是一种具有数据同步特性的目标实体与虚拟状态之间互动模型,它能确保物理状态与虚拟状态之间以适当速度进行精确同步。这种模型在城市规划、交通管理、制造业自动化、新能源应用、大规模建筑工程、高效农业水利项目以及国防战略中都有广泛应用。
国家标准 GB/T 43441.1—2023《信息技术 数字孪生 第 1 部分:通用要求》定义了数字孪生的概念,即指具有保证物理状态与虚拟状态以适当速率及精度同步数据连接的一定目标实体及其对应数值表示形式。此类系统由目标实体(现实世界中的某一具体或抽象事物)、其相应数值表示形式(即数值模仿),以及两者间建立起来的事务性交换过程构成,其参考架构包括目标实体自身,与之交互产生反馈控制环节所需接口,以及为支持这整个体系运行所需服务应用,如图 1 所示。
图 1 数字孪生物理框架
其中,由于存在着多样化需求,不同领域内可将该体系细分为若干个子系统,每一个子系统都涉及到不同的功能模块如测量感知反馈控制等。
在实际操作中,这些子系统需要根据不同的工作场景调整自己的配置,以达到最佳效果。而对于评估这些子系统是否已经达到了完善阶段,可以采用成熟度评价模型,该模型通常包含11个主要领域24个详细指标,如图2所示:
图2 成熟度评价框架
每个领域都会有自己专门针对该领域内各项任务完成情况进行评估,比如“五官识别”可能会涉及到视觉识别音频识别触觉识别等,而“情绰表达”则可能涵盖自我表达他人理解的情绑定行为等。
通过这样的方式,我们可以更好地了解当前这个体系还需要哪些改进措施来提升其整体性能,并最终使它成为一种更加高效且可靠的人机交互工具。
此外,在考虑如何实现这一愿景时,还必须考虑到各种安全问题,因为任何处理个人隐私信息或敏感数据的情况下,都应该严格遵守相关法律法规,同时采取必要措施保护用户隐私不受侵犯。
总结来说,通过以上提到的方法,我们可以更深入地探讨如何利用最新科技手段来增强人类与机器之间的沟通协作,从而促进社会经济发展并提高生活质量。