對數字孿生的思考

江辰發表於2022-05-22

數字孿生

來源

1991 年, David Gelernter 出版了《 映象世界》,首次提出數字孿生技術的想法。 但是,Michael Grieves 博士(後來在密歇根大學任教)於 2002 年第一次將數字孿生概念應用於製造業,正式宣佈數字孿生軟體概念的誕生。 最終,美國宇航局的 John Vickers 在 2010 年引入了一個新名詞 “數字孿生”

但其實,在更早之前,已經出現了利用數字孿生研究物理物件的核心理念。 實際上,可以說是美國宇航局在 1960 年代太空探索任務中就率先使用了數字孿生技術,每一艘宇宙飛船都有一個完全一樣的復刻版本留在地球上,供美國宇航局人員研究和模擬,以便為機組人員提供服務。

含義

數字孿生是充分利用物理模型、感測器、執行歷史等資料,在虛擬空間中完成對映,從而反映相對應的現實物理裝置的生命週期過程。數字孿生是一種超越現實的概念。

小結:在當今的世界,我認為已經可以實現

工作原理

數字孿生是一個虛擬模型,用於準確地反映物理物件。 所研究的物件(例如風力渦輪、工廠、鑽井平臺、飛機等)會配備各種與重要功能領域相關的感測器。 這些感測器產生與物理物件不同方面的效能相關的資料,如能量輸出、溫度、天氣條件等等。 然後,這些資料將轉發到處理系統並應用於數字副本。

獲得這類資料後,虛擬模型就可以用來執行模擬,研究效能問題和生成可能的改進,最終目的是產生有價值的見解 - 而見解又可以反過來應用於原始物理物件。

小結:利用感測器傳輸資料模型到處理系統,處理系統產生數字畫像,最終帶來的價值是無窮

應用場景

  • 發電裝置裝置
  • 大型物理結構系統
  • 製造業
  • 醫療服務
  • 交通行業
  • 城市規劃

未來

數字孿生擁有著無可限量的未來!藉助下面一段視訊,我們可以想象一下

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可以延伸到具體場景的思考,硬體上插入感測器,進行動作模組的捕獲資料,把資料傳入到後臺,前臺讀入資料,在介面上渲染,硬體上的互動進行資料實時性傳輸,前臺可實時看到動作互動,是不是很炫酷,目前該想法在一些建築公司上,有簡單的實現,比如室內大屏視覺化,對百葉窗的簡單開合等

可以分位兩個維度上來看,一個是物理世界,一個是數字世界,通過感測器把兩者之間的壁壘打通,下面也會講到跟元宇宙之間的差異

Web3.0

來源

Web3.0 是關於全球資訊網發展的一個概念,主要基於區塊鏈的去中心化、加密貨幣以及非同質化代幣有關係。與區塊鏈有關的 Web3.0 概念是由以太坊聯合創始人 Gavin Wood 於2014年提出,並於2021年受到加密貨幣愛好者、大型科技公司和風險投資公司的關注。此外有人提出與 Web2.0 有關的 Web3.0。

含義

這裡簡單闡述下我對它的理解,Web3.0 時代,萬維上的資訊可以直接和其他網站進行一個互動,利用區塊鏈的特性,完成資訊的讀取、寫入、防篡改、去中心化,突破了與當今各大網際網路企業形成的行業壁壘,加速了資訊的發展,使用者的資料完全是由自己擁有,舉個簡單的例子,你在微信上的資訊,是儲存在騰訊公司上,而不是在你自己手上。所以 Web3.0 是為了解決該問題而誕生的,在 Web3.0 時代,不再有地主,而是所有農民基於“共識”,集體開荒了一塊新的土地,在這個土地上,每個人都有產權,根據自己的貢獻,比如是否參與了開荒或者耕種,或者是否進行了澆水或者收割,包括最後的儲存,買賣,只要在整個生產過程中有貢獻,就會根據相應的貢獻值獲得收益。這是 Web3.0 理想的狀態,利好網際網路每一位公民,也就是所謂的網際網路烏托邦

演進過程

Web1.0 -> Web2.0 -> Web3.0

Web1.0

資訊是隻讀的,意思是使用者只能瀏覽器網際網路企業給你提供的內容,你沒有互動或修改的能力,所有能力都是平臺給你提供,你只能查閱

web1 0

Web2.0

資訊可互動,也可以修改,內容創造有使用者來產生,內容發放、控制、收益分配,由平臺來控制,這就是所謂的平臺化

web2 0

Web3.0

去平臺化,也就是內容創造、釋出、控制、身份、收益,都是使用者來決定

web3 0

未來

透析 Web1.0、Web2.0 的弊端,理解 Web3.0 是為了解決什麼問題產生,後面如何發展,個人認為太過理想化

NFT

含義

全稱為Non-Fungible Token,指非同質化代幣,是用於表示數字資產(包括jpg和視訊剪輯形式)的唯一加密貨幣令牌,設計原理是可以買賣。

小結:對NFT可以理解為是區塊鏈技術的一類場景應用

應用場景

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區塊鏈

來源

區塊鏈起源於比特幣,2008年11月1日,一位自稱中本聰的人發表了《比特幣:一種點對點的電子現金系統》一文,闡述了基於P2P網路技術、加密技術、時間戳技術、區塊鏈技術等的電子現金系統的構架理念,這標誌著比特幣的誕生。兩個月後理論步入實踐,2009年1月3日第一個序號為0的創世區塊誕生。幾天後2009年1月9日出現序號為1的區塊,並與序號為0的創世區塊相連線形成了鏈,標誌著區塊鏈的誕生。

含義

狹義區塊鏈是按照時間順序,將資料區塊以順序相連的方式組合成的鏈式資料結構,並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分散式賬本。廣義區塊鏈技術是利用塊鏈式資料結構驗證與儲存資料,利用分散式節點共識演算法生成和更新資料,利用密碼學的方式保證資料傳輸和訪問的安全、利用由自動化指令碼程式碼組成的智慧合約,程式設計和運算元據的全新的分散式基礎架構與計算正規化。

小結:Web3.0、NFT、元宇宙,底層邏輯的交易保障,為錢包(身份),提供了可能性

元宇宙

來源

元宇宙一詞誕生於1992年的科幻小說《雪崩》,小說描繪了一個龐大的虛擬現實世界,在這裡,人們用數字化身來控制,並相互競爭以提高自己的地位,到現在看來,描述的還是超前的未來世界。 關於“元宇宙”,比較認可的思想源頭是美國數學家和計算機專家弗諾·文奇教授,在其1981年出版的小說《真名實姓》中,創造性地構思了一個通過腦機介面進入並獲得感官體驗的虛擬世界。

小結:從最開始1992年的科幻小說《雪崩》,到近幾年史蒂文·斯皮爾伯格出版的電影《頭號玩家》,無不闡述一個理念,那就是,通過一個介面進入虛擬世界,最終要解決核心問題之一,如何讓人類擁有同等的觸控,甚至是生理上的體驗

含義

元宇宙是與現實世界對映與互動的虛擬世界,具備現實社會體系的數字生活空間。

小結:本質上在現實世界中做的任何事情,理論上在元宇宙都是可以實現

應用場景

  • 加密數字憑證
  • Web3.0
  • VR/AR/MR

這裡重點闡述下 Web3.0 和元宇宙之間的差異,Web3.0 可以理解為行業表達,元宇宙是下一代網際網路的公眾表達,兩者本質上的差異並不是很大

未來

https://www.bilibili.com/vide...

通過這段視訊演示,我們可以想象未來的一切方式,工作,生活,都在虛擬世界完成,簡直太美妙了!

參考文獻

  1. 什麼是數字孿生 IBM
  2. web3.0 指的是什麼?未來將有怎樣的發展? 知乎 律動BlockBeats
  3. 初步認知Web 3.0、NFT、元宇宙 和訊網 張棟偉

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