圖片來源：來自Pixabay的Gerd Altmann

英國(guó)和澳大利亞的研究人員在最近發(fā)表在《自然-可持續(xù)發(fā)展》雜志上的一項(xiàng)研究中說，數(shù)字孿生的變革潛力可能對(duì)社會(huì)如何應(yīng)對(duì)全球可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，但需要更具包容性、可靠和響應(yīng)性的計(jì)算機(jī)模擬來支持這些努力。

凱瑟琳-理查德（Catherine Richards）博士：”數(shù)字孿生可以使基于情景的 "假設(shè) "模擬的創(chuàng)建成為可能，從而為規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)決策提供信息。然而，挑戰(zhàn)確實(shí)存在，必須密切關(guān)注解決這些障礙，重點(diǎn)是包容性設(shè)計(jì)、可及性和多樣性?！?/span>

對(duì)數(shù)字孿生在支持社會(huì)緩解和適應(yīng)環(huán)境變化方面的潛力的審查發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)（在此定義為物理和生物實(shí)體的實(shí)時(shí)、虛擬復(fù)制品）有許多好處，特別是在幫助實(shí)現(xiàn)17個(gè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（SDGs）中的雄心壯志方面。這些可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)是所有聯(lián)合國(guó)會(huì)員國(guó)在2015年通過的共同藍(lán)圖的核心，是對(duì)所有發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家作為全球伙伴關(guān)系一部分采取行動(dòng)的緊急呼吁。然而，在存在數(shù)字鴻溝的地方，特別是在低收入國(guó)家，這些國(guó)家錯(cuò)過數(shù)字孿生技術(shù)--及其好處--的可能性就會(huì)增加，從而與 "不讓任何人掉隊(duì) "的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)相沖突，同時(shí)也破壞了四項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)中所設(shè)定的目標(biāo)。

這項(xiàng)研究由英國(guó)劍橋大學(xué)存在風(fēng)險(xiǎn)研究中心（CSER）的阿薩夫-扎克爾（Asaf Tzachor）博士和凱瑟琳-理查德博士與墨爾本大學(xué)的研究人員合作撰寫，確定了數(shù)字孿生可以為可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)帶來的四個(gè)好處。這些好處是：

●利用智能傳感器監(jiān)測(cè)大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的能力，以及對(duì)行動(dòng)和事件進(jìn)行高精度建模的能力，能夠提高資源分配的效率，包括自然資源。例子包括在數(shù)字副本中驗(yàn)證水泄漏檢測(cè)傳感器，并將其整合到現(xiàn)實(shí)世界的供水網(wǎng)絡(luò)中，以提高性能并實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)。

●為綠色技術(shù)的安全創(chuàng)新提供一個(gè)虛擬空間--這允許以速度和規(guī)模進(jìn)行測(cè)試。一旦使用數(shù)字孿生模型進(jìn)行驗(yàn)證，新的清潔技術(shù)就可以在社會(huì)的各個(gè)層面快速推廣。

●創(chuàng)建整個(gè)環(huán)境的綜合計(jì)算機(jī)模擬，包括農(nóng)場(chǎng)、工廠和電網(wǎng)，可以通過云計(jì)算進(jìn)行訪問--這使得多個(gè)利益相關(guān)者之間可以建立可持續(xù)發(fā)展的包容性伙伴關(guān)系，而不受地理距離的限制。這就為包容性決策和共享數(shù)據(jù)以進(jìn)行協(xié)作性規(guī)劃提供了可能。例子包括墨爾本大學(xué)為澳大利亞維多利亞州政府開發(fā)的Fishermans Bend數(shù)字孿生，其目的是改善公共服務(wù)，包括道路基礎(chǔ)設(shè)施和安全（支持澳大利亞最大的城市更新項(xiàng)目）。這個(gè)數(shù)字孿生產(chǎn)生的數(shù)據(jù)已經(jīng)被20多個(gè)政府機(jī)構(gòu)和市政當(dāng)局共享，包括交通和水務(wù)部門，以設(shè)計(jì)基于證據(jù)和模擬的決策支持工具。

●能夠監(jiān)測(cè)和報(bào)告可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的進(jìn)展，不受地理距離的限制。例如，墨爾本大學(xué)能夠通過在他們的Fishermans Bend數(shù)字孿生中編程一個(gè)工作流程，并與澳大利亞的幾個(gè)大城市比較可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)指標(biāo)的表現(xiàn)，來衡量可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的指標(biāo)。

在工程系完成博士學(xué)位的理查德博士說："隨著其精度、傳感器覆蓋范圍、計(jì)算處理能力和物理資產(chǎn)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的不斷提高，數(shù)字孿生子有可能被用于實(shí)現(xiàn)雄心勃勃的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，如聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)中規(guī)定的目標(biāo)。使用借鑒實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)模型可以創(chuàng)建基于情景的'what-if'模擬，為規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)決策提供信息。然而，挑戰(zhàn)確實(shí)存在，必須密切關(guān)注解決社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)障礙，重點(diǎn)關(guān)注包容性設(shè)計(jì)、可及性和多樣性。"

根據(jù)他們的審查，有三個(gè)路障阻礙了數(shù)字孿生在可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)中的成功應(yīng)用。這些障礙被定義為。

在研究、基礎(chǔ)設(shè)施和使用技術(shù)方面存在的數(shù)字鴻溝，是數(shù)字孿生的基礎(chǔ)。在低收入國(guó)家，由于缺乏科學(xué)投資、技術(shù)資格和治理結(jié)構(gòu)，這些鴻溝更加明顯。這個(gè)問題也延伸到了全球南北和貧富的數(shù)字鴻溝。

缺乏實(shí)時(shí)和/或質(zhì)量差的數(shù)據(jù)使得模擬復(fù)雜的系統(tǒng)變得困難，使得數(shù)字孿生子無法提供一個(gè) "活 "的虛擬副本。例如，這可能會(huì)阻礙數(shù)字孿生子在生態(tài)保護(hù)和恢復(fù)方面的使用，因?yàn)樵谀抢锊淮嬖趯?duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的精確的同步監(jiān)測(cè)。

可能的不適當(dāng)?shù)膬?yōu)化--即當(dāng)涉及到生成未來場(chǎng)景的模擬時(shí)，如建筑，是為誰，由誰來做？在提出發(fā)展途徑時(shí)，誰優(yōu)先考慮某些參數(shù)和結(jié)果？算法會(huì)不會(huì)被優(yōu)化為錯(cuò)誤的指標(biāo)？

扎克爾說："解決這些限制需要對(duì)發(fā)展中國(guó)家的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行投資，包括對(duì)參與可持續(xù)發(fā)展的人進(jìn)行計(jì)算機(jī)科學(xué)培訓(xùn)。這意味著要把培養(yǎng)數(shù)字素養(yǎng)作為優(yōu)先事項(xiàng)，使中低收入國(guó)家的規(guī)劃者有足夠的技能來處理和理解數(shù)字孿生技術(shù)。如果沒有這種知識(shí)，發(fā)展中國(guó)家可能會(huì)錯(cuò)失良機(jī)。同樣，在為可持續(xù)發(fā)展開發(fā)數(shù)字孿生子時(shí)，決策支持模型應(yīng)具有包容性，并對(duì)各種社會(huì)問題做出反應(yīng)--包括在設(shè)計(jì)階段解決潛在的偏見和誤導(dǎo)問題。"