幻响未来全球追光⑰|数字孪生如何开启未来？对话腾讯数字孪生负责人

在国产科幻电影《流浪地球2》里，图恒宇将已离开人世的女儿“导入”强大的计算机，在数字世界里“复活”，她可以与现实世界对话，可以根据现实变化做出反应，电影里的图丫丫就是一个数字孪生体。

现如今，数字孪生不仅出现在科幻电影里，作为产业数字化核心技术之一 ，数字孪生已经走到了聚光灯下。

2023成都世界科幻大会将于10月18日-22日召开，来自世界各地的科幻大咖和科幻迷将齐聚成都，在这座拥有4500年文明史的魅力之城，共襄这场科幻盛会。大会期间将举办“脑机接口-打开数字孪生时代的钥匙”主题沙龙。红星新闻记者就这一话题，邀请到腾讯云副总裁、腾讯数字孪生业务负责人张少宇展开对话，一起聊聊数字孪生的现在与未来。

当科幻场景走进现实

“在数字经济大潮下，数实融合成为千行百业数字化转型的主旋律。其中，数字孪生作为一项综合性的技术应用形式，是全真互联的核心基石，也是腾讯全真互联战略的重要一环。”这也是腾讯成立数字孪生部门布局此领域的背景，腾讯云副总裁、腾讯数字孪生业务负责人张少宇对记者表示。

数字孪生，英文名叫Digital Twin（数字双胞胎），也被称为数字映射、数字镜像。简单来说，数字孪生就是创造了一个数字版的“克隆体”。从内涵定义上看，数字孪生是对物理实体的数字化表达，以历史数据、实时数据为基础，融合几何、机理、数据驱动等多种数字模型，实现对物理对象的映射呈现、分析优化、诊断预测以及闭环控制。在实施层面，数字孪生需要达到“能交互、可计算、易应用”三个要求。

随着科技的不断发展，越来越多有关数字孪生的科幻场景变成现实。张少宇举例，电影《钢铁侠》中斯塔克的钢铁战甲，其内置的智能管家系统“贾维斯”，能通过各种传感器，与战甲进行实时通信和双向交互，实时掌握战甲的运行状态，操控战甲的飞行系统和武器系统。这样的“智慧大脑”和“可视化”，在当下现实的生产作业中，已经有类似的系统雏形。例如对各种设备的可视化，甚至于模拟、评估、预测分析等，这在腾讯的很多探索中已经落地。

值得一提的是，数字孪生技术已经被应用在了成都市第二绕城智慧高速公路西段项目中。张少宇表示，“在腾讯和蜀道集团打造的高速公路项目中，我们通过毫米波雷达、传感器获取道路上实时的天气、车流及环境信息，都通过5G网络传输到实时数字孪生平台上，经过系统精准运算、推演，车主通过小程序或者APP，即可接收到系统发出的交通调度服务信息，以及时躲避拥堵，避免事故。” 

数字孪生技术在交通领域的探索不止于此。张少宇称，在广东省惠州，腾讯与交管部门一起尝试通过高精度摄像头、毫米波雷达等设备，捕捉动态变化的路况，实时映射到“数字空间”，形成“交管实时孪生系统”。如果惠州的高速上，一辆车发生了交通事故，交管立刻就能知道事故位置、碰撞情况，快速预警、出警，事故处理时间，从原来的十几分钟缩短至几分钟。

数字孪生已广泛运用到各种场景

在与张少宇的对话中，红星新闻记者了解到，腾讯数字孪生已经在交通、工业等多个行业落地了丰富的标杆案例，在文旅行业，数字孪生还被应用到对文物的保护上。今年5月，故宫博物院与腾讯集团共同打造的联合创新实验室落地并投入运营。

张少宇介绍到，在故宫的创新实验室项目中，围绕文博数字化的主要需求，腾讯数字孪生团队与故宫博物院团队共同开发了一个“数字孪生智慧管理平台”，以相关核心技术实现了联合创新实验室空间高精度建模、物联网可视化监测、设备与采集等多源数据融通。

文物作为不可再生资源，对保存和陈列的场所都有严格的环境控制要求，其中，温度和湿度对文物保存有着十分重要的影响。不合适的温湿度会造成文物翘曲干裂、酥裂剥落等各方面问题 。上述环境监测系统则可以根据预约文物类型，自动调整实验室内灯光、温湿度、二氧化碳浓度等参数，为丝绢、陶瓷、青铜、玉石等不同材质的文物提供最适宜的环境。能耗检测系统则通过对水、气、电情况实时监测和预警，进一步保障文物与建筑安全。

在这个项目中，团队也遇到了不小的挑战。如何在数字界面还原故宫的文化特色？如何在没有故宫古建筑图纸的情况下复刻实验室的建筑样貌？如何高效率、低成本地解决原有设施老化、设备老旧、设备的“数据孤岛”等问题，以满足文物数字化采集工作的需要？

“首先团队的可视化小组总结了故宫色彩的鲜明特点；其次利用扫描、自动化三维重建等技术对实验室每个区域进行立体式高精建模 ，就连管线这种仅凭肉眼难以发现的细节也得到记录；再基于一整套物联感知能力，实验室的拍摄、照明、环境监测、仓储、电力等多重设备的运行信息被统一接管，原本各自为战的设备在智慧管理平台上做到了互联。”张少宇说到。

值得一提的是，在四川的三星堆博物馆，也利用数字孪生技术打造了三星堆运营“智慧大脑”。腾讯数字孪生团队通过高性能数字孪生引擎、高精度建模技术，为三星堆建设了业内领先的“一屏统管”数字孪生运营中心，将馆园一体化管理的全流程要素映射在孪生系统上，实现“数据汇集、提质增效、安全智能、孪生可视”。

期待科幻大会为科技发展带来更多创造力

2022年下半年，AIGC新兴技术爆发，给数字孪生技术领域带来了全新的机会。张少宇表示，AIGC将大大提升数字孪生体的“智能”水平。

“AI技术本就是数字孪生的核心技术之一，可以提升数字孪生的构建效率和构建质量。尤其是在数字孪生体与实体的交互反馈中，融合人工智能技术，利用AI大模型的分析和推理能力，能够大幅提高预测的准确性和决策的科学性。可以想见，AIGC+数字孪生，数字孪生厂商与通用大模型厂商的合作，必将大大推动全行业降本增效。”张少宇说。

在张少宇看来，数字孪生的未来边界还在不断扩展。一是数字孪生“由表及里”，在产业领域的应用深度不断拓展，从可视化、到可计算、可交互，逐步深入到产业智能化转型发展的核心环节。二是数字孪生“由点到面”，正在从单一场景走向多元场景，不断拓展应用边界，创造丰富的体验。最后，数字孪生的应用生态已经初具规模，既需要行业上下游的协作共建，也需要跨领域的创新合作。

对于即将开幕的2023成都世界科幻大会，张少宇表示，本届大会是首次在中国举办的世界科幻大会，很期待大会能为数字孪生等科技发展带来更多的想象力和创造力。“科幻是激励人类文明进步的重要力量，祝愿本次大会有更多的中国科幻成果能引领世界潮流，开启中国科幻产业的新纪元，激发出无限可能，让科幻想象拥抱万千世界、让科技引领我们遇见美好未来。”他说。

红星新闻记者 强亚铣