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数码分身模拟城市 可预测设施损坏时限与规划紧急应变

使用数码分身(digital twin)的技术,模拟工厂设备与机器运行,以便提早发现问题,已经开始运用到工厂作业中,不过这套技术除了工厂之外,更大型的城市基础设施也可加以应用。日本电机厂东芝(Toshiba)就将数码分身技术,用于大型基础设施的监控,试图优化既有的城市建设与防灾对策,甚至可将全世界虚拟化。

东芝于计算机上模拟行驶中汽车以重量影响桥体的影片

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东芝以数码分身技术,模拟东神户大桥的车型震动与风速。东芝

数码分身指的是将真实物件透过软件、物联网(IoT)传感器等撷取其参数,形成数码化的模拟物件,可在虚拟环境下进行操作,在建造阶段可以用于除错修改以降低成本,已完成的物品则可用于预测出错机率或朽坏日期。

此概念最早在2002年由美国密西根大学Michael Grieves教授提出,调查公司Gartner在2017、2018年提出的全球十大最重要技术,都把数码分身列入。2014年,新加坡开始将全国国土以数码分身技术,打造虚拟新加坡。2018年,国际间的制造业者尝试拟定数码分身的国际标准。

日本最先从企业出发开始数码分身的应用。日经新闻(Nikkei)报导,东芝在2018年,与阪神高速公路公司合作,将神户市的东神户大桥以数码分身技术于虚拟世界再现,在实际的设施装上测速器与风速器等感测装置,可精细模拟车辆震动与风吹的摇晃程度。

在多种条件设定互相配合下,包括多年风吹日晒的道路受损程度,可用AI进行模拟实验,以便在道路真正出现问题前提早察觉,便于管理维护。这项技术东芝预计2025年以后可真正投入应用,且预估可广泛用于更多问题的解决,例如模拟城市在面临地震、海啸、恐攻时如何避难或推估地球暖化的影响等情况。

AI应用于实际问题时需要累积大量资料,消费性的用户资料,日本业者无法与美国的Google、Facebook、Amazon等相比,但是以日厂擅长的制造与建设等特定领域内,可收集到更加优质的资料,因此在制造业与基础设施的数码分身技术,有机会比上述科技大厂更加实用。

另外,日本国土交通省于2019年5月,制定涵盖全日本的数码分身计画,将配合3D地形资料,于2021年3月底前完成日本全部国土的3D地图。将来可加上国土相关资料与民间经济活动的资料,形成可模拟各种情况的信息基础平台。

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