Запуск проекта Digital Twin Tokyo! Воплощенный интеллект. Миграция с нулевой выборкой. Реальный мир, коллективное мышление.

[Введение в новые знания] После того, как искусственный интеллект расширил возможности таких областей, как искусство, дизайн и написание текстов, он также вдохнул новую жизнь в городское планирование и мониторинг городской динамики в режиме реального времени.
Трехмерное облако точек высокого разрешения Токио Цифровой двойник Модель теперь доступна для публичного скачивания! Любой желающий может скачать её бесплатно.

Адрес проекта: https://github.com/tokyo-digitaltwin

Масштаб модели цифрового двойника составляет h.иe, и изображение Токио на этой карте невероятно детализировано — его абсолютная точность позиционирования составляет около 10 см.

Пешеходный переход на дороге

Джим Фан, старший научный сотрудник NVIDIA, сказал: «Совершенно очевидно, что все больше и больше городов, домов и заводов будут импортироваться в моделируемые среды».

В будущем роботы не будут обучаться изолированно. Их будут моделировать как «стальной флот» в графическом движке реального времени, масштабируемом с помощью огромного кластера для генерации следующих триллионов высококачественных обучающих данных.
Иными словами, оцифровка физической среды и её перенос в виртуальный мир моделирования значительно ускорят развитие робототехники.
Благодаря обучению в высокоточных смоделированных средах роботы могут получать обширные обучающие данные и быстро осваивать сложные сценарии.
Такой подход будет способствовать плавному переходу роботов из виртуального мира в реальный, а также повысит их эффективность и интеллектуальные возможности в практических приложениях.

Что такое городской цифровой двойник?
Проще говоря, цифровой двойник — это воспроизведение объекта из физического пространства, перемещенное в киберпространство.
Как только точность воспроизведения достигнет определенного уровня, можно будет моделировать поведение и отслеживать операции, используя данные в реальном времени, поступающие от датчиков, установленных на физических объектах, что позволит строить и эксплуатировать «города-близнецы».
Цифровое двойникование городов фактически представляет собой воспроизведение инфраструктуры, такой как здания и дороги, экономической деятельности, потоков людей и других элементов, подобно «близнецам» в киберпространстве, на основе воспринимаемых городских данных.

Иными словами, как и в непрерывном цикле, подобном показанному на рисунке ниже, можно проводить углубленный анализ и моделирование в киберпространстве на основе данных в реальном времени, полученных из различных областей активности в физическом пространстве, и передавать результаты обратно в физическое пространство в интерактивной форме на высокой скорости.

Согласно Вернеру Крицингеру и др., существует три фазы цифрового двойника.
Первый этап известен как цифровое моделирование, где преобразование существующего физического объекта в виртуальное пространство, в котором он представлен, выполняется вручную. В случае цифрового двойника города это состояние, в котором уже имеющиеся исторические данные (например, воспроизведение данных о транспортном потоке и т. д.) переносятся на трехмерную модель города.
Второй этап известен как цифровое затенение — состояние однонаправленного потока данных, обеспечивающее автоматическое преобразование физических объектов в цифровые.
Третий этап — это цифровой двойник, где физические и цифровые объекты достигают полного слияния в обоих направлениях, при этом каждый объект изменяется и автоматически отражается в другом. В случае цифрового двойника города это состояние двустороннего обмена данными в реальном физическом пространстве и киберпространстве.

Для цифрового двойника города основными ценностями являются:
- Сбор данных в реальном времени, связанный с реальностью: сбор различных данных в режиме реального времени с использованием передовых сенсорных и коммуникационных технологий.
- Анализ и моделирование с использованием 3D-пространства: углубленный анализ и моделирование, такие как эксперименты в пространстве, воспроизводящем реальность.
- Обратная связь с реальностью: передача результатов в реальном времени в реальное пространство для принятия решений, управления системой и т. д.
Например, применение цифровых двойников и систем прогнозирования на основе искусственного интеллекта для анализа и регулирования транспортных заторов в Новом Южном Уэльсе может значительно снизить потери социальных выгод, вызванные транспортными заторами.

Цифровой двойник против аналогового
Цифровой двойник города — это цифровая копия города, созданная для отражения состояния физического мира в реальном времени.
Она постоянно меняется по мере того, как город функционирует в реальном времени, подобно «тени», которая живет и дышит вместе с реальным городом. Модель не только отражает текущее состояние города, но и способна быстро реагировать на неожиданные ситуации в реальности.
В отличие от этого, моделирование города — это относительно статичная модель, основанная на предположениях и заранее заданных правилах.
Это обобщение и суммирование данных о функционировании города в прошлом, и хотя оно может отражать определенные закономерности, оно менее точно, чем данные цифрового двойника в реальном времени. Моделирование города больше похоже на прогнозирование возможных будущих условий на основе «медицинской истории» города в прошлом.
В целом, цифровые двойники и симуляции — это и то, и другое, основанное на виртуальных моделях, но между ними есть некоторые ключевые различия.
Моделирование обычно используется для проектирования и, в некоторых случаях, для автономной оптимизации. Проектировщики вносят изменения в моделирование, чтобы наблюдать за различными сценариями развития событий. Цифровые двойники, с другой стороны, представляют собой сложные виртуальные среды, с которыми люди могут взаимодействовать и которые могут обновлять в режиме реального времени. Они гораздо больше по размеру и имеют более широкий спектр применения.
В автомобильных симуляторах, например, начинающие водители могут получить захватывающий опыт обучения, изучить работу различных частей автомобиля и столкнуться с различными реальными ситуациями за рулем в виртуальном режиме. Однако эти сценарии не связаны с реальным физическим автомобилем.
Цифровой двойник автомобиля, с другой стороны, связан с физическим транспортным средством и получает всю информацию о реальном автомобиле, такую ​​как важные показатели производительности, детали, которые были заменены в прошлом, потенциальные проблемы, обнаруженные датчиками, записи о предыдущем техническом обслуживании и т. д.

Три столпа цифрового двойника города
Три основных направления концепции «цифрового двойника города» определяются как «поддержание данных», «визуализация данных» и «анализ данных».

- Поддержание данных
Поддержка и агрегирование геопространственных данных, обрабатываемых на основе цифрового двойника, таких как 3D-цифровые карты, данные облака точек, данные ГИС и т. д., включая сбор, хранение и управление данными.

- Визуализация данных
Благодаря системам визуализации, таким как 3D-просмотрщики, сложные данные преобразуются в интуитивно понятные графики, диаграммы и 3D-модели, что позволяет городским властям увидеть «цифровой портрет» всего города.
Например, тепловые карты используются для отображения плотности населения в различных районах города, динамические диаграммы потоков — для представления потока транспорта и заторов, а 3D-модели — для моделирования распределения энергопотребления в зданиях.
Эти визуализации позволяют городским властям с первого взгляда оценить состояние функционирования города, словно у них есть пара «глаз», способных видеть весь город.

- Анализ данных
С помощью различных симуляторов приложений данные цифрового двойника анализируются и используются для проведения измерений.
На примере городского общественного транспорта можно проанализировать такие данные, как время в пути пассажиров, маршруты и частота поездок, чтобы скорректировать автобусные маршруты, оптимизировать расписание движения автобусов, повысить эффективность работы общественного транспорта, а также сократить время ожидания и транспортные расходы пассажиров.
В сфере управления энергопотреблением анализ данных об энергопотреблении зданий позволяет разрабатывать точные планы энергосбережения для снижения энергопотребления города и достижения устойчивого городского развития.

Ведение данных, визуализация данных и анализ данных.

Цифровой двойник Токио
Реализация проекта «Токийский цифровой двойник» запланирована на 2030 год, а соответствующая бета-версия уже запущена.

Ссылка на демонстрацию: https://3dview.tokyo-digitaltwin.metro.tokyo.lg.jp/? _ga=2.180157796.1370176531.1735090358-57006728.1735090358