物联网

什么是数字映射(Digital twin),有什么重要性?

许多科技公司的高管都在拼命地试图在他们的科技游戏中保持领先地位,因为所有这些本科科技课程现在都过时了。正如大多数首席技术官现在已经弄清楚的那样,重要的是你看起来是掌控着科技,而不是科技掌控你。人们忙于自己的事业,无暇顾及你到底在说什么。这就是为什么我们喜欢给你们一些容易记住的术语,或者在白板上画一些很酷的东西,比如这个等式:

  • (数据仓库 + 大数据)X 机器学习 = 企业 AI

下次你在董事会会议上试图证明你希望在年终得到的高额奖金是合理的,你可能会考虑谈论的一件事是实现“数字映射(Digital twin)”的重要性。尽管数字映射(Digital twin)概念从本世纪初就有了,但直到现在才变得可行,因为物联网(IoT)的出现,它才被提名为Gartner 2017年十大战略技术趋势之一。这是Gartner的一张图表,你可以在ppt上用它来忽悠别人:

来源:Gartner

然后,我们将为您提供一个外行的解释什么是数字映射(Digital twin),这样您就可以向每个人解释它,就像您是技术专家一样。

什么是数字映射(Digital twin)?

数字映射(Digital twin)是数字世界中物理资产的实时表示。它是物理事物或由物理事物组成的系统的软件模型。可以把它想象成一个实时的CAD程序,Gartner预测“在三到五年内,数十亿的事物将由数字映射(Digital twin)来代表。”

来源:Gartner

听起来我们正在创造一个真实世界的模拟,Elon Musk已经认为这是一个模拟。在我们开始考虑嵌套在其他模拟中的模拟之前,让我们看看一些真正简单的数字映射(Digital twin)的例子,从您的汽车开始。

车联网

许多人现在已经将他们的汽车连接到云,同时将你的汽车有用的信息,如燃料消耗,里程,零件更换日志,和位置数字化。当你和你的小蜜去约会,但你告诉你的妻子你在办公室时,她可能会拿出她的智能手机,看看你的宝马车的实际位置,并意识到事实上,你的车的数字映射(Digital twin)不在办公室,而是在万豪的一个停车场。当然,你可以告诉她全球定位系统出错了。这可能是我们还没能实数字映射(Digital twin)的第一个原因。我们还不能准确地定位,特别是在室内。

微定位和数字映射(Digital twin)

事实上,我们现在都使用全球定位系统,但是GPS有时候信号不好。有时,定位点甚至会因为某种原因显示错误的位置,这些偶然的错位数据包都被接收了。然而,随着what3words.com等公司开始围绕GPS坐标建立业务模型,准确性正变得越来越重要。不过,在某些时候,我们可能希望增加 GPS 的粒度。我国正在建立自己的卫星跟踪系统,它的精度比 GPS 高 10 倍,精确到毫米以内。

同时,像仓库机器人这样的应用程序要求我们现在有一些解决方案,可以测量精度到一英寸的几分之一。现在让我们将数字映射(Digital twin)的概念扩展到更复杂的东西,比如仓库。我们的下一家公司正在研究微定位技术,这使得创建一个工厂仓库的数字映射(Digital twin)成为可能。

极为精确的室内定位

马萨诸塞州初创公司 Humatics 成立于 2015 年,迄今已从投资者那里获得了 5000 多万美元的资金,其中包括联合租赁公司 (United rentures),以建立一个“空间智能平台,将彻底改变人们和机器在互联世界中的定位、导航和协作方式”。他们一半以上的资金来自于上周结束的一轮2800万美元的融资,这可能是为了补充他们的资金,这笔资金在去年年初被用于收购一家名为5D Robotics的公司。尝试在互联网上搜索尽可能多的关于已被收购的公司的信息总是有用的,因为它们经常会永远消失在幕后。

用于室内定位的超宽带(Ultra WideBand)

5D Robotics 成立于 2009 年,2016 年从包括洛克希德马丁和空中客车在内的投资者手中获得了 550 万美元的种子资金。这笔钱被用于使机器人具有“快速、反应灵敏、受生物启发的行为反应”,使它们能够以安全的方式与人、物体和其他机器人进行互动。Alantra在一次关于此次收购的新闻发布会上表示,5D Robotics公司拥有“超宽带定位 、雷达和自主技术方面的100多项专利”。如果你想了解更多关于超宽带的知识,有一篇论文专门讨论了“超宽带是室内定位领域的一项新兴技术”,它的表现比之前的技术要好得多。室内定位尤其具有挑战性,因为不同的物体会干扰信号,就像你的GPS会定位错位。Humatics 用这样的信标解决了这个问题:

来源:Humatics

上面的信标能够在500码的距离内精确地跟踪移动的物体,精确到1.9厘米。在单一环境中工作的整个信标群称为“微定位系统”,可以通过任何互联网浏览器查看整个操作。我们现在已经开始为您的仓库提供一个完整的数字映射(Digital twin)。该公司现在正在开发一整套产品,他们说这些产品将为各种应用创造数字映射(Digital twin)。

来源:Humatics

结论

这种技术的应用范围远远超出了机器人不撞着其他物体行动的能力。与车辆跟踪、工具跟踪、起重机定位、无人机导航和轨道信号相关的应用都可以从室内定位系统获得极高精度。由于像超宽带这样的新兴技术,你们的工厂很快就会拥有自己的数字映射(Digital twin)。每个工厂本身将成为一个单一的机器人,然后开始与其他工厂互动和学习。大规模物联网,工业4.0,数字映射(Digital twin),智能工厂,无论怎么称呼,很明显,明天的工厂将拥有他们自己的整体系统,获得更多的大数据,效率会提高到我们无法想象。

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