想象一下，有能力在一個世界或者概念落地之前就將其虛擬可視化，例如模擬新建筑、核心IT系統(tǒng)變化或者醫(yī)療保健設(shè)計的影響。對于美國的一些政府機構(gòu)來說，這就是他們正在做的事兒，很多人相信數(shù)字孿生就是這個問題的答案。

數(shù)字孿生是物理對象、系統(tǒng)或者過程的虛擬副本，旨在模擬其所代表的物理試題在現(xiàn)實世界中的行為和特征。數(shù)字孿生以幾種技術(shù)為核心：物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、擴展現(xiàn)實（XR）和云計算。它通過傳感器和物理世界的其他來源收集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)輸入計算機模型，然后這些模型使用這些數(shù)據(jù)創(chuàng)建出一個可以實時操作和分析的虛擬副本。

佛羅里達州奧蘭多市擁有整個地區(qū)內(nèi)首個數(shù)字孿生，它覆蓋了800平方英里的范圍，并運行實時3D（RT3D）內(nèi)容。該工具由一個數(shù)字化營銷中心部署，該中心位于奧蘭多市中心的奧蘭多經(jīng)濟合作組織總部，該工具的在線版本將很快推出。

在奧蘭多的案例中，數(shù)字孿生容納了各種數(shù)據(jù)集，讓企業(yè)、地方政府和非營利性組織能夠直觀地看到特定的計劃將會如何影響這個地區(qū)。

奧蘭多經(jīng)濟合作組織的總裁兼首席執(zhí)行官Tim Giuliani解釋說，數(shù)字孿生技術(shù)的使用對塑造該地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略至關(guān)重要。

Giuliani 對外媒《政府技術(shù)》表示：“我們想展示該地區(qū)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的力量，創(chuàng)造一種身臨其境的方式，讓開發(fā)商參與到奧蘭多的故事中來，并突出這個地區(qū)作為商業(yè)目的地的特點。”

"我們想展示該地區(qū)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的力量，創(chuàng)造一種身臨其境的方式，讓開發(fā)商參與到奧蘭多的故事中來，并突出該地區(qū)作為商業(yè)目的地的特點，"朱利安尼告訴《政府技術(shù)》。"我們決定在我們新的奧蘭多市中心辦公室創(chuàng)建一個高科技營銷中心，并通過數(shù)字孿生為對奧蘭多作為商業(yè)地點感興趣的商業(yè)領(lǐng)袖提供沉浸式體驗。"

該市與軟件開發(fā)公司Unity合作將該項目付諸實施，這是因為Unity在奧蘭多有大量的業(yè)務，并且在創(chuàng)建3D數(shù)字代表方面有長期的愿景，曾為其它組織開發(fā)非數(shù)字孿生系統(tǒng)，包括廷德爾空軍基地。

Giuliani補充說：“結(jié)果就是我們一起創(chuàng)造了一個與眾不同的數(shù)字孿生，我們是全國唯一使用數(shù)字孿生促進經(jīng)濟發(fā)展的機構(gòu)。”

Giuliani表示，奧蘭多的數(shù)字孿生自2022年10月推出以來，已經(jīng)為管理人員、顧問、社區(qū)合作伙伴以及各類組織進行了將近100次演示。

隨著功能的不斷發(fā)展，該市經(jīng)濟部門的人希望，除了基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃外，該技術(shù)的發(fā)展最終能帶來氣候復原力的解決方案。

"在未來，我們的愿景是讓數(shù)字孿生作為該地區(qū)決策者的重要資源，在奧蘭多的經(jīng)濟未來和智能城市規(guī)劃中發(fā)揮重要作用。例如，利益相關(guān)者可以使用數(shù)字孿生體來模擬基于歷史降雨總量和洪水模式的氣候變化緩解項目，"朱利安尼說。"決策者可以利用來自紅綠燈和高速公路的傳感器數(shù)據(jù)預測交通瓶頸，為交通規(guī)劃提供信息。城市規(guī)劃者可以使用歷史人口數(shù)據(jù)來預測未來的密度，以用于交通規(guī)劃、住房開發(fā)和電網(wǎng)擴建。"

奧蘭多目前正在實現(xiàn)這些目標的過程中。雖然其他城市的數(shù)字孿生趨向于在較小范圍內(nèi)的單一應用，但奧蘭多地區(qū)的技術(shù)有許多用途。該市的經(jīng)濟開發(fā)商可以向有興趣將該市作為其家園的首席執(zhí)行官展示可用的土地和房地產(chǎn)，以及不同行業(yè)感興趣的區(qū)域、基礎(chǔ)設(shè)施連接和人才供應，同時節(jié)省駕駛時間。

"我們從使用數(shù)字孿生的演示中得到了很好的反饋。它讓公司高管和選址者真正看到一個建筑將如何適合一個特定的地點，"朱利安尼透露。"它還允許我們在很短的時間內(nèi)展示幾個地點，而不需要開車到多個地點。"

然而，創(chuàng)建一個800平方英里的數(shù)字孿生體或促進新技術(shù)的維護并不是一件容易的事。朱利安尼說，在開展這個項目時，有一些障礙需要克服。

他表示：“最大的挑戰(zhàn)之一是我們映射范圍規(guī)模巨大——800平方英里。另一點是項目的范圍，因為大多數(shù)數(shù)字孿生都只有一個重點，但是奧蘭多地區(qū)數(shù)字孿生是為無限量的應用創(chuàng)建的。”

然而，該市通過不斷擴大其數(shù)字孿生子的能力，并找到有效操縱該技術(shù)的新方法，正面解決了任何阻礙因素。

"奧蘭多的數(shù)字孿生體目前納入了運營和感官數(shù)據(jù)，未來的版本包括場景映射和機器學習。計劃還要求將雙胞胎存儲在云中，允許從營銷中心以外的地方訪問，"朱利安尼分享說。"可能性是無止境的，隨著我們增加更多擁有新的和獨特的數(shù)據(jù)集的合作伙伴，應用將不斷發(fā)展。

更廣泛的應用

數(shù)字孿生技術(shù)不僅僅在塑造州和地方政府機構(gòu)，還在聯(lián)邦范圍內(nèi)創(chuàng)造機會，被用于從撲滅野火到為NASA數(shù)字化設(shè)計飛行器等方方面面。

埃森哲聯(lián)邦技術(shù)展望在2021年進行的一項調(diào)查發(fā)現(xiàn)，24%的聯(lián)邦高管表示他們的組織正在嘗試使用數(shù)字孿生技術(shù)，而63%的人預計他們的組織在智能數(shù)字孿生方面的投資將在接下來的幾年里增加。

例如，退伍軍人事務部就在使用基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化中的數(shù)字孿生，開發(fā)模擬和醫(yī)療設(shè)施的數(shù)字藍圖，在實際施工開始之前測試結(jié)構(gòu)布局。

退伍軍人事務部的模擬學習、評估、評價和研究網(wǎng)絡(luò)（SimLEARN）是一個在醫(yī)療保健培訓中設(shè)想和衡量模擬技術(shù)的項目，正在創(chuàng)建一個數(shù)字孿生應用程序，以加強退伍軍人事務部設(shè)施設(shè)計的最佳實踐。該應用將使用人工智能驅(qū)動的建模，對現(xiàn)實生活中的場景進行快速迭代模擬，以擴大對特定挑戰(zhàn)的可能解決方案的測試。

"退伍軍人事務部公共事務專家Joseph Williams告訴《政府技術(shù)》："SimLEARN正在作為一個測試平臺，用于資產(chǎn)標記和跟蹤資源的利用、位置查找和維護，目的是建立并將人工智能驅(qū)動的決策支持整合到我們目前的資源中。"通過自動提醒、數(shù)據(jù)收集/分析和維護，人類被從機器人工作中取代"。

退伍軍人事務部還在利用源自數(shù)字孿生技術(shù)的人工智能程序來提供保健篩查解決方案，為他們的服務對象增加了另一層預防保健工具。

Williams表示：“我們正在使用FDA批準的人工智能解決方案，進一步提高我們?yōu)橥宋檐娙颂峁┳罴炎o理的能力。”“這包括Medtronic的人工智能輔助結(jié)直腸癌篩查（GI Genius），它使用人工智能協(xié)助在結(jié)腸鏡檢查中檢測癌前息肉，目前該功能正在里士滿、阿爾伯克基、圖森、哈德遜谷和鐵山等地方部署。”

無論是優(yōu)化經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、精簡醫(yī)療保健方案還是增強交通響應，數(shù)字孿生技術(shù)都有可能改變我們規(guī)劃、管理和運營城市和社區(qū)的方式。

正如首席執(zhí)行官朱利安尼告訴《政府技術(shù)》，隨著當前技術(shù)的快速發(fā)展，"很快就會有我們今天根本無法想象的數(shù)字孿生的未來用途"。