「数字孪生」承载人类多大的野心？

漫威著名IP《钢铁侠》系列电影里有一幕十分经典。

托尼·史塔克在设计、改进和修理钢铁侠战衣的时候，并不是在图纸或实物上进行操作，而是通过一个虚拟的影像映射来辅助实现的。整个流程下来，一个可视化、智能化、数字化的设计场景清晰地呈现在工程设计者的眼前。

这一幕，是人类对于未来设计场景最经典的幻想。

实际上，不仅仅是在《钢铁侠》系列电影有所展示，在大部分的科幻电影里，通过增强现实（AR）或虚拟现实（VR）来实现现实世界在虚拟世界的映射，进而辅助主角来完成场地观测或工程设计的场景，很是常见。

这一幕，在目前人类的实践中，也有一个特定的概念，即数字孪生。

在国内，随着新基建的推动，工业互联网的热度持续升高。作为智能制造的关键技术，数字孪生也在工业互联网探索的过程中受到更多的关注，并逐渐向智慧城市、智慧医疗、智慧建筑等领域扩展，成为当前科技领域的一大重点概念。

一、由“重”转“轻”，「数字孪生」不可缺位

数字孪生，在普遍的认知里，更多是一个基础性质的概念。

这一点可以从它的定义上来判断。以目前广泛采用的定义来说，数字孪生是指利用数字技术对物体、系统、流程的信息进行实时映射，完成虚拟仿真的过程。

简单来说，就是以数字化的形式对现实实体和系统进行实时的虚拟仿真。

而对工业互联网、智能制造、智慧城市、智慧医疗等未来的智能领域来说，虚拟仿真是必要的环节。因为，这解决的将是工业领制造、城市管理、医疗创新等领域由“重”转“轻”的难题。

简单以工业互联网为例，若是要检修一台大型设备，现实世界需要考虑停工的损益、设备的复杂构造等等问题，再安排人员进行实地的排查检测。毋容置疑，这是一个“重工程”。

但是，一旦实现数字孪生，检测人员即可通过对“数字孪生体”的数据反馈，即可判断现实实体设备的情况，完成排查检修的目的。甚至在这个过程，都不需要停工，轻松完成。

如此来看，数字孪生在未来发展的基础性与重要性不言而喻。

除此之外，从另一方面，我们也能看到，数字孪生与很多新兴技术的关联性是很强的，比如物联网（IoT）、增强现实（AR）、虚拟现实（VR）等等。

但是，两两之间又是有所区别的。

比如数字孪生与物联网。若要实现数字孪生，必须借助传感器运行、更新的实时数据来反馈到数字系统，进而实现在虚拟空间的仿真过程。也就是说，物联网（IoT）是实现数字孪生的必然条件。

只要现实中的物体联了网，能实时传输数据，才能对应的实现数字孪生。

再比如数字孪生与增强现实或虚拟现实。在虚拟空间模拟出来的模型或镜像，如何呈现给设计人员，这便可以考虑用到增强现实（AR）或虚拟现实（VR）等技术。那么，可以这样理解，增强现实或虚拟现实是数字孪生的输出方式。

《钢铁侠》系列电影里，用到的就是这样的一个方式，数字孪生的“镜像”通过增强现实（AR）技术呈现给托尼·史塔克，帮助他直观地对战衣进行解构、设计、升级等等。

可以说，数字孪生在未来的技术矩阵里将处于一个非常基础的位置。而在新技术的价值闭环上，数字孪生也承担着关键的一环。