元宇宙将如何让您模拟一切

原作者：Kyle Wiggers

定义“元宇宙”是一项艰巨的任务，但一个普遍接受的定义是由人、地点和事物的表示填充的数字空间。通过结合包括虚拟现实 (VR)、增强现实 (AR) 和 AI 在内的技术，一些未来学家设想的元宇宙是现实世界的延伸——尽管没有物理陷阱。

Rockstar 和 Roblox 等公司已将元宇宙定位为理想的游戏平台，但企业中的潜在应用并没有限制。由于基础技术本质上是适应性强的，因此它们可以重新用于其他任务——例如，使制造商能够预测机器安装到生产线上后的行为方式。

据集邦咨询，到 2025 年，元界可以将全球“智能”制造收入推高至 5400 亿美元。Altair最近的一项调查发现，86% 的工业制造公司已经使用某种形式的模拟来减少开发时间和风险，实现更高的运营效率，并提高机器性能和产品质量。

模拟真实世界

元宇宙可能适合制造业，尤其是在劳动力成本、库存和生产速度等因素决定决策的情况下。正如IoT For All 的Roshan Srinivasan 所写，制造商通常旨在使用季节性和市场规模等信号，根据需求预测优化生产。主要的痛点是交货时间长、质量控制问题和生产设计中的风险（例如，设施布局错误）——所有这些都可能导致产品出现故障和制造等待时间延长。

“[T] 他的目标 [是在进入物理世界之前模拟虚拟世界的体验，”Unity 人工智能高级副总裁 Danny Lange 通过电子邮件告诉 VentureBeat。“例如，企业可以利用元界探索和改进供应链或生产线，让一切顺利进入实际生产。我认为“工业虚拟世界”是模拟和现实相遇的地方。在模拟中创建的数据会导致现实世界中的设计和实施改进。在现实世界中创建的数据会流回模拟，从而创建一个良性反馈循环。”

一些专家预测，工业虚拟世界将需要物联网 (IoT) 传感器从现实世界的设备中收集数据，从而使公司能够在数字世界中准确地对其进行建模。Duality 是一家开发它所描述的“企业虚拟世界”的初创公司，它声称这是模拟的两个不同方面之一。另一种是由仿真模型驱动的系统，该模型准确地模仿物理系统以了解其在不同情况下的行为。

元界技术可以帮助防止石油钻井平台发生故障，例如，通过管道输入来自物理世界的数据并将其与可审计的副本同步。工业和制造业以及能源和电信公司已经开始为这些目的拥抱元宇宙。联合利华与模拟平台提供商 Talumis合作，创建了一个生产线模型，以识别可以通过调整产品和包装类型来最小化的瓶颈。Siemens Energy 和 Nvidia 利用温度和压力等实时数据创建了一个模拟，以模拟热、水和其他条件对金属的腐蚀影响，以微调维护需求。

在其他地方，爱立信与英伟达合作，绘制带有建筑物和地标的城市地图，以便了解无线信号如何在周围反弹并到达客户。宝马用汽车、机器人和数字人类建造了一个汽车工厂的副本，以计划制造系统的安装。糖果、宠物护理和食品公司 Mars 正在使用 Microsoft 的元宇宙堆栈将其供应链数字化，并通过模拟优化生产。

未来，Mars 表示，它希望利用这些技术通过创建考虑到气候和其他情况条件的模拟来确定制造产品的最佳方式。

“公司可以使用 [元宇宙] 技术来优化生产，节省成本和时间，”初创公司 Blueprint在博客文章中分享道。“他们可以模拟区域需求模式以识别新位置或模拟平面图以确定最有效的空间利用方式。他们还可以制作设备的数字副本，以预测设备何时会损坏以及增量变化对生产或人员配备意味着什么。”

未来的元节用例

展望未来，元宇宙可以适应零售业和其他目前不太依赖模拟的行业的用例。例如，一家餐厅可以通过输入第三方数据（包括该地区的人口统计数据）虚拟创建一家商店，并根据停车场和商店设计的细微调整运行模拟，以防止交通问题。或者商店可以应用元界技术虚拟地试验新概念，捕获人们如何与之交互的数据。

随着公司越来越多地采用自动化和机器人技术，元界也可以在这里发挥作用。用于创建游戏和其他 3D 内容的平台 Unity 在 11 月宣布推出新产品，以通过 AI 改进复杂系统的建模、测试和训练。其中一项产品 – Unity Simulation Pro – 使多个 GPU 能够在现实虚拟世界中使用数百万平方英尺的仓库、数十个机器人和数百个传感器渲染模拟。

一个可能的问题是大规模精确模拟所需的计算要求。英特尔的副总裁兼加速计算系统组负责人 Raja Koduri 认为，要实现元界的承诺，需要将当前的集体计算能力提高 1,000 倍。

Lange 同意元宇宙将是一种“非常需要数据的技术”，但它提供了合成数据集的解决方案。Unity 工程师最近与人合着的一篇研究论文提出了一种名为 PeopleSansPeople 的人类化身“合成数据生成器”。它包含“模拟就绪”的 3D 人体模型、虚拟照明和摄像系统，可生成可用于训练 AI 系统识别不同姿势、动作等的标签。

“合成数据是虚拟世界模拟的内在组成部分，在影响物理世界之前，可以安全地播放各种场景，”兰格说。“合成数据的成本只是现实世界手工标记数据的一小部分。”

并非所有人都相信合成数据是实现更可持续的元宇宙的关键。但结合算法和软件改进，它可以使工业虚拟世界比现在更容易实现。

“所以算法、架构、神经网络算法——其中一些东西必须在提高 [元宇宙] 效率方面发挥作用，”Koduri 在接受采访时告诉 Quartz。“算法必须在获得[必要的一千倍计算能力]方面发挥重要作用。我们可以使用蛮力。我们可以投入更多的计算，比如这些比特币农场。[B] 但这并不节能……[s]o 它必须是我们进行节能计算和硬件、一些更好的算法、更好的架构的平衡。”