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央视网络春晚、“数字双胞胎”与工业4.0

2019-09-18来源:前沿焦点


人类平均每250个新生儿中就会出现一对同卵双胞胎,相似的基因、生活环境和频繁的日常交流或许会潜移默化地同化着双生儿的处事方法和思考模式。双胞胎之间的息息相通也常常被称为“心灵感应”。


看看这些双胞胎



生活中,有一对双胞胎的兄弟姐妹是什么感觉?
很神奇有木有?


随着数字科技的发展,另一种形态的双胞胎正从概念走向生活,出现在大众面前,那就是“数字双胞胎”。



央视网络春晚上的
“数字双胞胎”



今年小年夜的央视网络春晚,就让观众见识到了数字双胞胎的魅力。


2019央视网络春晚被不少观众奉为最时髦网春,满满黑科技融合春节氛围。其中虚拟主持人小小撒更是成为新晋网红,令央视名嘴本尊撒贝宁也自叹不如。


小小撒和撒贝宁长相如出一辙,被撒贝宁亲切唤作失散多年的孪生兄弟,他一出场,撒贝宁就忍不住打量了良久:我的天,我感觉像照镜子一样。感受到了小撒的震撼,小小撒更是戏精上身”——“小撒,别老盯着我。


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当晚,和小小撒一起亮相的还有央视名嘴朱迅、高博、龙洋的孪生人工智能主持人——“朱小迅高小博龙小洋


其中,朱小迅一袭白衣战袍,稳重端庄,如仙女下凡,现场观众不吝称赞:朱小迅是四千年一遇的最美虚拟主持人。四位虚拟主持人还齐刷刷列队和富察皇后秦岚一起,给全国观众送上了春节祝福,祝大家新春发财走鸿运! 幸福安康春到夏!金秋丰收好生活!冬天健康又吉祥!


他们逗趣的样子,灵活的口条,让撒贝宁叹为观止:春夏秋冬,四位虚拟主持人送祝福一送就是一整年啊。



据参考消息网131日报道,世界首批人工智能(AI)电视节目主持人在今年的央视网络春晚上亮相也引起了美国媒体的注意。


美国《福布斯》杂志网站129日报道,今年央视网络春晚上的四位AI主持人小小撒朱小迅高小博龙小洋美国公司偶邦(ObEN)打造。



他们看上去之所以与撒贝宁等人真假难辨,是因为这些视觉数据是用3D扫描仪收集的,当然,那只是创造“人类AI版”过程的起点。


建立在深度学习原理基础上的神经网络技术被用来记录主体的嗓音作为输入数据,并记录主体的行为和动作等个人数据,由此就可以再现他们的说话模式和性格特点。


“我们捕捉嗓音数据,然后人工智能会学习你的嗓音特征,并能以你的嗓音生成新的内容——说话或者唱歌。而且还不仅仅能用你的母语……它还能够以你的嗓音用你根本不会讲的语言生成内容。就拿我来说吧,我也许会用英语录制数据,但我的个人AI能讲中文、日语或韩语。” 偶邦公司首席执行官尼基尔·贾因说。


他表示,“虽然这个节目向庞大的受众群体展示了公司的技术,但个人AIPAI)的潜力不止于此,它可能会给社会的许多领域带来革命性变化。”


现在,偶邦公司正在致力于打造由人工智能驱动的医生、护士和教师以及备受瞩目的虚拟名人。其中,名人“数字双胞胎”将是利润丰厚的人工智能技术应用案例,这样,粉丝们就有了与偶像互动的新方法,市场十分广阔。


就目前而言,偶邦已不局限于打造AI名人,他们正在扩大业务范围,并开始调研这项技术的更“严肃”应用。


贾因说:“我们正在向医疗领域进军,推出虚拟医生和护士,他们能够与患者互动并提供非临床建议,回答有关健康的提问或进行提醒。我们还在教育等领域努力打造虚拟教师。”


另一个潜在用途是零售,偶邦正在与亚洲知名零售商K11合作开发“虚拟前台”AI,为网上购物体验增添一丝(人工)人性色彩。



什么是数字双胞胎?



在这次晚会中,撒贝宁、朱迅、高博和龙洋的数字双胞胎小小撒朱小迅高小博龙小洋以实体形像展现在我们面前。


数字化双胞胎是一种拟人化的说法,分别指的是现实世界以及利用数字化技术营造的与现实世界对称的数字化镜像。


如果以家用电脑为例,Word文档和打印出来的文稿就是一对双胞胎。以导航软件为例,qq红包整人消息怎么弄中的实体道路和软件中的虚拟道路也是一对数字化双胞胎;人们在导航软件中模拟交通场景,做出最佳出行决策,就是数字化双胞胎技术在日常生活中的一种应用。


根据目前所看到的资料,Digital Twin一词由美国密歇根大学的Michael Grieves教授,于2003年在他所讲授的PLM(产品生命周期管理)课程上引入,并且于2014年在其所撰写的“Digital Twin Manufacturing Excellencethrough Virtual Factory Replication”白皮书中进行了详细的阐述。”


美国国防部、PTC公司、西门子公司、达索公司等都在2014年接受了“Digital Twin”这个术语,并开始在市场宣传中使用。


如美国国防部提出利用Digital Twin技术,用于航空航天飞行器的健康维护与保障。


首先在数字空间建立真实飞机的模型,并通过传感器实现与飞机真实状态完全同步,这样每次飞行后,根据结构现有情况和过往载荷,及时分析评估是否需要维修,能否承受下次的任务载荷等。



需要指出的是,他们都是使用的“Digital Twin”,而不是“Digital Twins”。Digital Twin或译“数字孪生”或译“数字镜像”,通常大家更愿意使用俗称,也就是“数字双胞胎”。


Digital Twin的产生更多地来自计算机辅助类软件尤其是仿真软件,最初的应用是针对物理实体空间建立数字化的虚拟环境,当然,这二者是完全独立的,没有任何关联。


“软件定义一切”让二者进行数据传输和指令交互变成了现实,Digital Twin的概念逐步建立,因此,Digital Twin从开始产生就与智能制造密切相关,是智能制造的基本要素。



通向工业4.0之路



“到了2035年,当航空公司接收一架飞机的时候,将同时还验收另外一套数字模型。每个飞机尾号,都伴随着一套高度详细的数字模型。”美国《航空周报》两年前就迫不及待地做出这样的预测。


“数字双胞胎”与建模仿真技术曾被称作智能制造业的下一波浪潮,工业4.0也要求,若要虚和实的互动以及相互增强,数字化模型必须先出现。


智能制造是工业4.0的核心要素,“数字双胞胎(Digital Twin)”又是实现智能制造的必经之路。


“数字双胞胎”构建了虚实两个企业体系,虚实之间实时进行指令交互和数据传输,实现了制造业的智能化;而ITOTCT融合,是构建“数字双胞胎”的基础,3T和“数字双胞胎”技术的实践能够加速智能制造快速落地。


随着工业4.0的推进,尤其是互联网对制造业的入侵,全球制造强国都在积极布局产业发展战略,与前三次工业革命一样,第四次工业革命也呈现出了比较明显的特点,以互联网产业化、工业智能化为代表,即数字化创新工业生产,信息技术与工业制造深度融合。大数据、物联网、工业互联网、人工智能、区块链、生态赋能、产业下沉、智能制造等概念不断地在冲击从业者的视野,究其原因就是互联网线上红利已到顶端,科技发展需要回归制造业,回归实体经济,传统制造亟待转型。


专家表示,“数字双胞胎”与智能制造天然匹配,是制造企业实现工业4.0战略目标的关键技术,通过将产品制造过程的所有阶段数据与智能设备连接,实现虚拟与物理数据的同步。


“数字双胞胎”的核心是基于模型的系统控制,数字化是前提,首先要广泛收集设备数据,通过嵌入在各类设备的传感器实时采集工厂数据,进行数字化建模,也即基于模型的定义MBDModel Based Definition)。


数字模型建立后,基于模型进行软件系统开发MESManufacturing ExecutionSystem,生产执行管理系统,俗称二级系统),MES通过模型仿真、反馈、修正,形成数据闭环,对机器生产进行事先预警,可监测产品制造全过程管理,形成基于模型的虚拟化企业MBEModel Based Enterprise)和基于自动化技术的现实企业,数据在现实和虚拟之间传输,指令在两个空间交互。MBE在已有的MBD基础上建立了一个集成协同环境,基于单一数据源开展工作,能有效缩短产品生产周期,改善生产环境,提高产品质量和生产效率,是智能制造的最佳实践。


在企业运营中会出现三对“数字化双胞胎”:


在产品研发领域,可以虚拟数字化产品模型,对其进行仿真测试和验证,以更低的成本做更多的样机;


在生产管理领域,可将数字化模型构建在生产管理体系中,在运营和生产管理的平台上对生产进行调度,调整和优化;

在设备管理领域,我们可以通过模型模拟设备的运动和工作状态,实现机械和电器的联动。



数字双胞胎的国内现状



近日,《数字双胞胎、AI驱动颠覆2019年企业运营模式》一文作出三大预测:

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