說說工業元宇宙、數字孿生的技術及應用關係

就在各類技術專家還在試圖設想元宇宙虛擬世界將為企業和消費者帶來什麼時，工業 元宇宙虛擬世界 已經在改變人們設計、製造以及與各行業物理實體互動的方式。儘管元宇宙的定義比比皆是，工業元宇宙將如何發展還有待觀察，但數字孿生越來越多地被視為其關鍵應用之一。

元宇宙與數字孿生

數字孿生在2002年首 次提出，從規劃新城市時建立生態系統到制定製造流程的迭代，都能見到數字孿生的身影。數字孿生也在第四次工業革命（工業 4.0）加速跨行業自動化和數字化時成為一項重要技術。

簡而言之， 數字孿生 是產品或流程的虛擬複製品，用於預測物理實體在其整個生命週期中的表現。 例如，寶馬在建造實體設施之前建立了其在巴伐利亞的生產工廠的虛擬雙胞胎。波音公司正在使用數字孿生開發模型來設計其飛機。而 “虛擬新加坡”是世界首 個城市數字孿生平臺，政府建立它是為了支援其政策決策和測試新技術，它不僅整合了建築物語義資訊，還承載了多領域靜態、動態資料。

現在圍繞數字孿生的熱點和話題都越來越多，這激發了人們對工業元宇宙的無限想象。根據 ABI Research 的資料，隨著越來越多的企業利用人工智慧 (AI)、機器學習、 邊緣計算 和XR擴充套件現實等工業 4.0 工具來加速企業數字化轉型，到 2025 年，工業數字孿生和模擬以及工業XR擴充套件現實的市場規模將達到 227.3 億美元。

專家表示，成熟技術的融合正在推動工業元宇宙的發展，諾基亞雲和網路服務業務總裁 Raghav Sahgal認為，其中最重要的是 5G。Sahgal認為“這確實是該行業的一個非常大的轉折點，5G 成為了很多新功能的載體，它可以實現更低的延遲和更精確的資料交換，這兩者都是驅動元宇宙落地成為現實的關鍵。”

工業元宇宙，不只是數字孿生

建立數字孿生只是工業元宇宙的眾多優勢之一。透過為工廠、機場、貨運站或城市等整個系統建立數字孿生，而不僅僅是我們目前所見的單個機器或裝置的數字孿生，可以實現超大的規模和超高複雜性工業元宇宙。

比如，2020年諾基亞貝爾實驗室與室內垂直農業公司 AeroFarms 合作。透過基於人工智慧的自主無人機控制解決方案和先進的機器學習能力與機器視覺工具相結合，諾基亞貝爾實驗室創造了一種可以追蹤數百萬種植物生長的技術。

諾基亞貝爾實驗室解決方案研究部總裁 Thierry Klein表示，“我們開發了一個完全自主的無人機解決方案，多架無人機飛過這個農場。這使得農場能夠監控植物的高度和顏色等細節，發現生長不良的區域，並預測產量。我們實際上建立了一個完整的農場數字孿生系統，讓種植者實時瞭解整個農場的整個生產情況。透過資料分析，農場可以最佳化水源、能源和養分消耗，加快故障排除，提高產量預測的準確性，並保證高品質農作物。”

在這個農場數字孿生系統中， VR虛擬現實 、感測、人工智慧等一些關鍵技術元素被開發以構建一個全面的元宇宙虛擬世界。

工業元宇宙加強遠端協作，最佳化工作流程

Klein 認為工業元宇宙還可以加強遠端協作和最佳化工作流程。使用者可以利用其作為動態的多利益相關方生態系統的功能，使用智慧分析來處理資料集並更深入地瞭解問題。諾基亞與 Taqtile 的合作就是一個例子。

兩家公司於 2021 年攜手提供擴增實境培訓和工作指導平臺，該平臺利用工業邊緣雲端計算、物聯網和 4G 或 5G 網路，使使用者能夠與專家實時交流。Klein說：“這一切都歸結為獲得更多資訊和更好地理解肉眼可能看不到的資訊，讓使用者更深入地瞭解這些資訊的含義。該平臺使使用者能夠從複雜的資料中提取最有用的資訊，使他們能夠做出明智的決策，與周圍的環境進行互動和控制，並返回到協作設計。”

沒有邊緣計算，就沒有元宇宙

對於一些工業的關鍵領域，元宇宙除了需要快速的網路速度外，還需要低延遲、大規模機器通訊和高可靠性。邊緣計算是另一個必備條件，因為它要求幾乎為零的延遲，需要靠近使用者的分散式本地邊緣資料中心，以便人們相互互動並使用裝置訪問元宇宙。

讓人攜帶笨重、複雜的耳機出門是不現實的，邊緣計算將透過將大部分計算從裝置解除安裝到邊緣基礎設施來實現更精簡、更輕的頭盔，同時還提供卓越的速度和低延遲功能。沒有邊緣計算，就沒有元宇宙。

工業元宇宙是多技術融合

進入元宇宙需要的不僅僅是複雜的裝置還需要協作，也沒有人能真正擁有或主宰虛擬宇宙。元宇宙是各種應用程式、裝置和其他東西的結合，為了實現這一點，開原始碼將是一個重要的基礎。開發社群的一段開原始碼，開發者可以將其嵌入到他們的應用程式中實現各種功能。 反過來一些SasS(軟體即服務)將幫助更多企業進入工業元宇宙。

構建元宇宙也可以比作選擇正確的模組和介面並且以各種方式連線它們。想象一下，你買了一套樂高積木來建造一架模型飛機，最初，你對建造那架飛機很滿意，但過了一段時間你感到無聊，你想建造其他東西，比如船、汽車或房子。這時候你需要重複使用原始樂高套裝中的相同基礎構建塊，但以不同的方式將它們組合在一起，就成了你想要的船、汽車或房子。

對於工業元宇宙，這些構建塊是支援模組、應用程式和軟體資產，企業可以以不同的方式將它們連線在一起。使用應用程式程式設計介面建立新的解決方案，在符合行業業務邏輯基礎上去解決解決該行業的問題與挑戰。一個工業元宇宙解決方案可能是由多個合作伙伴共同完成的，比如，技術和網路提供商、硬體提供商、雲服務提供商、內容創作者以及應用程式開發人員等等，它們共同創造了工業元宇宙生態系統，並帶來前所未有的創新能力、創造力以及高效的協同能力。

與任何創新技術一樣，安全是最重要的，尤其年來網路攻擊激增，犯罪分子使用越來越複雜的技術，如人工智慧、勒索軟體，因此網路安全技術在工業元宇宙中將變得更加重要，工業資料如果遭到一點損害，對企業的影響都是巨大的。同時，保護使用者在工業元宇宙中的個人隱私和虛擬協作裡共享的資料也將是不可或缺的，。

工業元宇宙的市場前景

正如前面提到，到 2025 年，工業數字孿生和模擬以及工業 XR擴充套件現實 的市場規模將達到 227.3 億美元，可見工業元宇宙的市場規模之大。雖然現在離真正的元宇宙世界還有很遠的距離，高頻寬和超低延遲的智慧、自主、雲原生網路建設，基礎設施現代化升級…..這些問題還急待解決，但是這對一些為元宇宙市場服務的企業來說也是巨大的機會。工業元宇宙的早期使用者也將集中在某些行業，尤其是那些涉及實物資產的行業，例如製造、物流和運輸。 醫療保健行業 也可以從元宇宙中受益，特別是在遠端醫療和機器人手術等方面。但不止這些，元宇宙在未來將會滲透到任何一個行業，雖然現在元宇宙的不確定性還很多，但可能唯獨可確定的就是元宇宙的無限的可能性。

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