Изображение создано при помощи нейросети
Когда мы слышим словосочетание «цифровой двойник», воображение чаще всего рисует что-то из научной фантастики — например, трехмерную голограмму города, парящую над пультом управления, или точную копию человека, существующую где-то в облачных серверах. Однако эта технология — уже реальность, которая внедряется в крупнейших мегаполисах мира. Подробнее — в новой колонке Ольги Абрамовой.
Ольга Абрамова
Кандидат психологических наук, социальный психолог, антрополог, старший преподаватель Департамента психологии НИУ ВШЭ, коуч со специализацией в инновационном лидерстве в IT, куратор и председатель жюри направления «Психология» во Всероссийском конкурсе исследовательских работ «Высший пилотаж».
В японской стратегии Общества 5.0 цифровые двойники занимают центральное место. Эта концепция нацелена на создание «сверхумного общества», где физическое и киберпространство интегрируются настолько глубоко, что становятся практически неразличимы, — и цифровые двойники служат здесь главным инструментом интеграции.
Цифровой двойник города — это динамическая виртуальная модель, которая в реальном времени отражает состояние всех значимых объектов городской среды, включая здания, дороги, инженерные сети, транспорт и оцифрованные потоки людей. В основе лежит фотограмметрическая 3D-модель — объемная копия города, созданная на базе тысяч аэрофотоснимков и лазерного сканирования. На этот скелет нанизываются данные: потоки информации с датчиков, камер, счётчиков, метеостанций и мобильных устройств. Цифровой двойник использует симуляцию, машинное обучение и логические выводы для поддержки принятия решений. По сути, цифровые двойники позволяют объединять разрозненные источники данных в единую работающую аналитическую систему, синхронизирующуюся с оригиналом.
Технически создание и поддержка цифрового двойника города — это сложнейшая инженерная задача, объединяющая несколько технологических слоев.
Первый слой — сбор данных. Информация поступает из множества источников. Все это — так называемые «многопоточные данные» — трехмерные облака точек, видео, логи перемещения людей и транспортных средств.
Второй слой — обработка и интеграция. Здесь вступают в дело системы периферийных и облачных вычислений. Их задача — объединить статические геопространственные данные (трехмерные модели зданий) с динамическими потоками от устройств интернета вещей. Данные поступают в разных форматах, из разных систем, с разной скоростью. Современные архитектуры используют специальные идентификаторы, которые позволяют связать всё воедино и обеспечить быстрые запросы.
Представьте, что вы можете «играть» с городом, как с конструктором, и тестировать любые сценарии, видя последствия своих решений до того, как они будут воплощены в жизнь. Для этого и нужен цифровой двойник. Администрация может планировать застройку, оптимизировать транспортные потоки, экологично управлять инженерной инфраструктурой и быть готовой к чрезвычайным ситуациям. Так, вместо того чтобы гадать, что произойдет с трафиком после строительства нового торгового центра, можно просто запустить симуляцию и увидеть результат. Система оцифровки города предполагает открытый доступ к симуляции сценариев и для самих горожан, которые могут тестировать свои идеи развития города самостоятельно в безопасной цифровой среде.
Первым в мире цифровым двойником города на национальном уровне стал сингапурский проект «Виртуальный Сингапур» (Virtual Singapore). Сингапурское земельное управление создало высокодетализированную 3D-модель всего острова, используя лазерное сканирование с воздуха и с земли. Модель включает наземные объекты и подземную инфраструктуру. На этой платформе можно симулировать любые сценарии: от строительства новых объектов до планирования эвакуации при стихийных бедствиях.
Виртуальный Сингапур учитывает и потребности граждан — симуляции проектов включают проверку всех маршрутов на инклюзивность и доступность для пожилых людей и инвалидов. Экологический блок оценивает уровень шума, антропогенный тепловой поток, идущий от каждой квартиры, и рекомендует на основе этого варианты высадки деревьев, обустройство придомовых площадок и места установки солнечных панелей. Также искусственный интеллект просчитывает, как ветер проходит между небоскребами, позволяя планировать пространство так, чтобы появлялись естественные воздушные коридоры и остужали улицы в жару.
Идеи Общества 5.0. реализованы в японском проекте цифрового двойника страны ПЛАТО (PLATEAU). На сегодняшний день опубликованы 3D-модели более 250 японских городов. Проект установил первый в стране стандартизированный формат данных для 3D-городских моделей. Здесь есть и социальный цифровой двойник (Social Digital Twin), где разработчики объединили датчики города с моделями поведенческой экономики. Двойник города сам может симулировать поведение жителей, например, предвидеть, как в зависимости от погоды поменяются привычки людей, где могут появиться скопления или как обеспечить удобство и безопасность передвижения гостей города в праздничные дни. Система формирует и пути отхода при землетрясениях и тайфунах, в динамике опираясь на сотни миллионов характеристик.
Концепция Общества 5.0 предлагает сделать ИИ главным советником. Но может ли алгоритм решать, что лучше для человека? Как справиться с рисками приватности, цифровым неравенством, неравномерностью данных и высокой стоимостью цифрового двойника? Найти баланс между продвинутой математикой ИИ и живыми, не всегда предсказуемыми желаниями людей — это главная нерешенная задача.
В следующем материале разберем, что такое цифровой двойник человека.
В подписке — дайджест статей и видеолекций, анонсы мероприятий, данные исследований. Обещаем, что будем бережно относиться к вашему времени и присылать материалы раз в месяц.
Спасибо за подписку!
Что-то пошло не так!
