Gêmeo Digital de Tóquio entra em operação! Inteligência Incorporada, Migração de Amostra Zero, Mundo Real, Pensamento Coletivo Compartilhado

[Introdução à Nova Sabedoria] Depois de impulsionar os campos do design artístico e da redação de textos, a IA também injetou novo vigor no planejamento urbano e no monitoramento em tempo real da dinâmica urbana.
Nuvem de pontos 3D de alta resolução de Tóquio Gêmeo Digital O modelo já está disponível ao público! Qualquer pessoa pode baixá-lo gratuitamente.

Endereço do projeto: https://github.com/tokyo-digitaltwin

A escala do modelo de gêmeo digital é hee, e sua representação de Tóquio é incrivelmente detalhada - sua precisão posicional absoluta está dentro de uma margem de aproximadamente 10 cm.

Faixa de pedestres na rua

Jim Fan, Cientista Sênior de Pesquisa da NVIDIA, disse: "É certo que cada vez mais cidades, casas e fábricas serão importadas para ambientes simulados".

No futuro, os robôs não serão treinados isoladamente. Eles serão simulados como uma "frota de aço" em um mecanismo gráfico em tempo real, ampliado com um enorme cluster para gerar os próximos trilhões de dados de treinamento de alta qualidade.
Em outras palavras, a digitalização do ambiente físico e sua importação para o mundo da simulação virtual acelerarão enormemente o desenvolvimento da robótica.
Ao serem treinados em ambientes simulados de alta precisão, os robôs podem adquirir dados de treinamento abrangentes e aprender rapidamente em cenários complexos.
Essa abordagem promoverá a migração tranquila de robôs do mundo virtual para o mundo real e aumentará sua eficiência e inteligência em aplicações práticas.

O que é um gêmeo digital urbano?
Em termos simples, um gêmeo digital é uma reprodução de uma entidade existente no espaço físico, transferida para o ciberespaço.
Quando essa reprodução atinge um certo nível de precisão, é possível simular comportamentos e monitorar operações usando dados em tempo real enviados por sensores nos objetos físicos, possibilitando a construção e exploração de cidades "gêmeas".
A criação de gêmeos digitais de cidades consiste, na verdade, na reprodução de infraestruturas como edifícios e estradas, atividades econômicas, fluxos de pessoas e outros elementos, como "gêmeos" no ciberespaço, com base em dados urbanos percebidos.

Em outras palavras, como em um ciclo contínuo como o da figura abaixo, é possível realizar análises e simulações avançadas no ciberespaço com base em dados em tempo real obtidos de diversas áreas de atividade no espaço físico e enviar os resultados de volta ao espaço físico de forma interativa e em alta velocidade.

De acordo com Werner Kritzinger e outros, existem três fases de gêmeos digitais.
A primeira etapa é conhecida como modelagem digital, onde a interconversão entre um objeto físico existente e o espaço virtual em que ele é representado é um processo realizado manualmente. No caso do gêmeo digital da cidade, trata-se da etapa em que os dados históricos já disponíveis (por exemplo, reprodução de dados de fluxo de tráfego, etc.) são reproduzidos na cidade em 3D.
A segunda etapa é conhecida como sombreamento digital, um estado de fluxo de dados unidirecional que suporta a conversão automática de objetos físicos em objetos digitais.
A terceira etapa é o gêmeo digital, onde objetos físicos e digitais alcançam uma fusão completa em ambas as direções, em que cada objeto se altera e é automaticamente refletido no outro. No gêmeo digital da cidade, isso representa o estado de troca bidirecional de dados entre o espaço físico real e o ciberespaço.

Para o gêmeo digital da cidade, os principais valores são:
- Aquisição de dados em tempo real vinculada à realidade: coleta de diversos dados em tempo real utilizando tecnologias avançadas de sensores e comunicação.
- Análises e simulações usando espaço 3D: análises e simulações avançadas, como experimentos em um espaço que reproduz a realidade.
- Feedback para a realidade: feedback em tempo real dos resultados para o espaço real, para tomada de decisões, controle do sistema, etc.
Por exemplo, a aplicação de gêmeos digitais e mecanismos de previsão de IA à análise e regulamentação do congestionamento de tráfego em Nova Gales do Sul pode reduzir significativamente o custo dos benefícios sociais perdidos devido ao congestionamento.

Gêmeo Digital vs. Analógico
Um gêmeo digital de uma cidade é uma réplica digital de uma cidade construída para refletir o estado do mundo físico em tempo real.
Ela muda constantemente à medida que a cidade funciona em tempo real, como uma "sombra" que vive e respira com a cidade real. O modelo não apenas reflete o estado atual da cidade, mas também é capaz de reagir rapidamente a situações inesperadas na realidade.
Em contraste, a simulação urbana é um modelo relativamente estático baseado em suposições e regras predefinidas.
Trata-se de uma síntese e resumo de dados operacionais históricos da cidade e, embora possa refletir certos padrões, é menos preciso do que os dados em tempo real do gêmeo digital. A simulação urbana assemelha-se mais à projeção de possíveis condições futuras com base no histórico clínico da cidade.
Em geral, gêmeos digitais e simulações são ambos simulações baseadas em modelos virtuais, mas existem algumas diferenças importantes.
A simulação é normalmente usada para projeto e, em alguns casos, para otimização offline. Os projetistas inserem alterações na simulação para observar cenários hipotéticos. Os gêmeos digitais, por outro lado, são ambientes virtuais complexos com os quais as pessoas podem interagir e atualizar em tempo real. Eles são muito maiores e têm uma gama mais ampla de aplicações.
Em simuladores automotivos, por exemplo, novos motoristas podem ter uma experiência de treinamento imersiva, aprender o funcionamento de várias peças do carro e enfrentar diferentes cenários da vida real enquanto dirigem virtualmente. No entanto, esses cenários não estão associados ao carro físico real.
O gêmeo digital do carro, por outro lado, está associado ao veículo físico e aprende todas as informações sobre o carro real, como estatísticas importantes de desempenho, peças que foram substituídas no passado, problemas potenciais detectados pelos sensores, registros de manutenção anteriores, etc.

Os três pilares do gêmeo digital urbano
Os três pilares do Urban Digital Twin são definidos como 'Manutenção de Dados', 'Visualização de Dados' e 'Análise de Dados'.

- Manutenção de dados
Manutenção e agregação de informações de dados geoespaciais processadas no gêmeo digital, como mapas digitais 3D, dados de nuvem de pontos, dados GIS, etc., incluindo coleta, armazenamento e gerenciamento de dados.

- Visualização de dados
Por meio de sistemas de visualização, como visualizadores 3D, dados complexos são transformados em gráficos, tabelas e modelos 3D intuitivos, permitindo que os gestores da cidade vejam um "retrato digital" de toda a cidade.
Por exemplo, mapas de calor são usados ​​para mostrar a densidade populacional em diferentes áreas da cidade, diagramas de fluxo dinâmico são usados ​​para representar o fluxo de tráfego e congestionamento, e modelos 3D são usados ​​para simular a distribuição do consumo de energia em edifícios.
Essas visualizações permitem que os gestores municipais vejam o estado do funcionamento da cidade num relance, como se tivessem um par de "olhos" que conseguem ver através da cidade.

Análise de dados
Por meio de diversos simuladores de aplicativos, os dados do gêmeo digital são analisados ​​e utilizados para medições.
Tomando como exemplo o transporte público urbano, a análise de dados como o tempo de viagem dos passageiros, as rotas percorridas e a frequência das viagens permite ajustar as rotas de ônibus, otimizar os horários dos ônibus, melhorar a eficiência operacional do transporte público e reduzir o tempo de espera e os custos de viagem dos passageiros.
Em termos de gestão energética, a análise dos dados de consumo energético dos edifícios permite formular planos precisos de poupança de energia, visando reduzir o consumo energético da cidade e alcançar um desenvolvimento urbano sustentável.

Manutenção de dados, visualização de dados e análise de dados.

Gêmeo Digital de Tóquio
O projeto Tokyo Digital Twin está previsto para ser concluído até 2030, e a versão beta correspondente já foi lançada.

Link para a experiência: https://3dview.tokyo-digitaltwin.metro.tokyo.lg.jp/?_ga=2.180157796.1370176531.1735090358-57006728.1735090358