圖片來源：來自Pixabay的Gerd Altmann

英國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》雜志上的一項研究中說，數(shù)字孿生的變革潛力可能對社會如何應對全球可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)產(chǎn)生深遠影響，但需要更具包容性、可靠和響應性的計算機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 "模擬的創(chuàng)建成為可能，從而為規(guī)劃和運營決策提供信息。然而，挑戰(zhàn)確實存在，必須密切關注解決這些障礙，重點是包容性設計、可及性和多樣性?！?/span>

對數(shù)字孿生在支持社會緩解和適應環(huán)境變化方面的潛力的審查發(fā)現(xiàn)，該技術（在此定義為物理和生物實體的實時、虛擬復制品）有許多好處，特別是在幫助實現(xiàn)17個可持續(xù)發(fā)展目標（SDGs）中的雄心壯志方面。這些可持續(xù)發(fā)展目標是所有聯(lián)合國會員國在2015年通過的共同藍圖的核心，是對所有發(fā)達國家和發(fā)展中國家作為全球伙伴關系一部分采取行動的緊急呼吁。然而，在存在數(shù)字鴻溝的地方，特別是在低收入國家，這些國家錯過數(shù)字孿生技術--及其好處--的可能性就會增加，從而與 "不讓任何人掉隊 "的可持續(xù)發(fā)展目標相沖突，同時也破壞了四項可持續(xù)發(fā)展目標中所設定的目標。

這項研究由英國劍橋大學存在風險研究中心（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)展目標帶來的四個好處。這些好處是：

●利用智能傳感器監(jiān)測大量實時數(shù)據(jù)的能力，以及對行動和事件進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)字副本中驗證水泄漏檢測傳感器，并將其整合到現(xiàn)實世界的供水網(wǎng)絡中，以提高性能并實現(xiàn)預測性維護。

●為綠色技術的安全創(chuàng)新提供一個虛擬空間--這允許以速度和規(guī)模進行測試。一旦使用數(shù)字孿生模型進行驗證，新的清潔技術就可以在社會的各個層面快速推廣。

●創(chuàng)建整個環(huán)境的綜合計算機模擬，包括農場、工廠和電網(wǎng)，可以通過云計算進行訪問--這使得多個利益相關者之間可以建立可持續(xù)發(fā)展的包容性伙伴關系，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)以進行協(xié)作性規(guī)劃提供了可能。例子包括墨爾本大學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，包括道路基礎設施和安全（支持澳大利亞最大的城市更新項目）。這個數(shù)字孿生產(chǎn)生的數(shù)據(jù)已經(jīng)被20多個政府機構和市政當局共享，包括交通和水務部門，以設計基于證據(jù)和模擬的決策支持工具。

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

在工程系完成博士學位的理查德博士說："隨著其精度、傳感器覆蓋范圍、計算處理能力和物理資產(chǎn)的實時動態(tài)數(shù)據(jù)的不斷提高，數(shù)字孿生子有可能被用于實現(xiàn)雄心勃勃的可持續(xù)發(fā)展目標，如聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標中規(guī)定的目標。使用借鑒實時數(shù)據(jù)的預測模型可以創(chuàng)建基于情景的'what-if'模擬，為規(guī)劃和運營決策提供信息。然而，挑戰(zhàn)確實存在，必須密切關注解決社會經(jīng)濟和技術障礙，重點關注包容性設計、可及性和多樣性。"

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

在研究、基礎設施和使用技術方面存在的數(shù)字鴻溝，是數(shù)字孿生的基礎。在低收入國家，由于缺乏科學投資、技術資格和治理結構，這些鴻溝更加明顯。這個問題也延伸到了全球南北和貧富的數(shù)字鴻溝。

缺乏實時和/或質量差的數(shù)據(jù)使得模擬復雜的系統(tǒng)變得困難，使得數(shù)字孿生子無法提供一個 "活 "的虛擬副本。例如，這可能會阻礙數(shù)字孿生子在生態(tài)保護和恢復方面的使用，因為在那里不存在對自然生態(tài)系統(tǒng)的精確的同步監(jiān)測。

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

扎克爾說："解決這些限制需要對發(fā)展中國家的數(shù)字基礎設施進行投資，包括對參與可持續(xù)發(fā)展的人進行計算機科學培訓。這意味著要把培養(yǎng)數(shù)字素養(yǎng)作為優(yōu)先事項，使中低收入國家的規(guī)劃者有足夠的技能來處理和理解數(shù)字孿生技術。如果沒有這種知識，發(fā)展中國家可能會錯失良機。同樣，在為可持續(xù)發(fā)展開發(fā)數(shù)字孿生子時，決策支持模型應具有包容性，并對各種社會問題做出反應--包括在設計階段解決潛在的偏見和誤導問題。"