Первый номер. 2021 г. (г. Липецк)

ПЕРВЫЙ НОМЕР 5 апреля 2021 года № 13 (336) НАНОТЕХНОЛОГИЧНО 17 ЦИФРО ВЫЕ ДВОЙНИКИ ГОРОДА «Первый номер» продолжает публикацию серии научно-популярных материалов, подготовленных преподавателями ЛГТУ в рамках Года науки и технологий. Т есная связь между физическим и цифровым мирами привела к успе ­ ху развития промышленных гигантов и стремительному прорыву в глобальных отраслях экономики. И главную роль в этом достижении сыграла технология цифровых человека быстро развивался в ходе эволю- Известным примером цифрового двой- двойников. Это технология, которая позво- ционного процесса. Вот и города пережи- ника города является проект «Виртуаль- ляет создавать цифровые копии продуктов вают аналогичный период «когнитивной ный Сингапур», совместно разработанный ными между будущими цифровыми близ- или процессов с целью оптимизации их революции» — период быстрого развития различными государственными структу- работы и обслуживания. Например, такая «городского мозга». Причина случившего- технология используется в автомобильной промышленности для создания цифро ­ вых копий автомобилей, чтобы отработать удобство использования новых функций, различных стратегий управления, выбросов CO2 и т. д. ют, что человечество стало доминирующим видом на Земле лишь потому, что мозг ­ ­ Виртуальный Сингапур рами. Динамическая зD-модель города и совместная платформа данных подробно ся — стремительное разрастание сенсорных систем, то есть сети связанных между собой отображают такие аспекты, как карты мест- вещей, подпитывающихся всё новыми дан ­ ными. Визуализировать блему Создать условный мир Вызов сегодняшнего дня — извлечь Цифровой двойник — это виртуальное ценность из разнообразия «больших дан- представление или цифровая копия ак ­ тивов, процессов, систем, устройств, мест и даже людей. Цифровой двойник может быть также описан как цифровой профиль нецов, которые могут визуализировать процесса или текущего и исторического состояния физического объекта. Непрерыв ­ ная адаптация позволяет цифровому двой ­ нику в реальном времени получать инфор ­ мацию о положении, состоянии и статусе физического объекта. Такое соединение ном времени возмущения. реального и цифрового миров даёт доступ к контролю системы, позволяет разрабаты ­ вать планы и предвидеть проблемы ещё до общественный транспорт, полицию, по- их возникновения. Более того, мы живём в мире таких виртуальных объектов и поль ­ зуемся результатами их производства каж ­ дый день. Ждёте транспорт на остановке? Делаете покупки в интернет-магазине? Это значит, что и вы вносите вклад в создание ных цифровых платформ-побратимов цифрового двойника чего-либо. Smart City будут использоваться для ав ­ томатизации процессов, связанных с всё более сложными и взаимосвязанными экосистемами активов и продуктов. про ности и её различные компоненты, включая растительность, водные объекты и транс ­ портную инфраструктуру, здания и активы. Это дополняется различными источника ­ ми статических данных и информацией в режиме реального времени: демографи ­ ческими данными, сведениями о трафике и погоде. Эти данные используются госу- ных», получивших своё название благо ­ даря объёму. Для решения этой задачи дарственными ведомствами в различных исследователи создают цифровых близ- сложные операции в режиме реально ­ го времени. Что же отличает цифровых близнецов от физических объектов? Это их динамика и возможность давать адек ­ ватный ответ на возникающие в реаль- создавая национального цифрового двой ­ ника, представляющего собой экосистему связанных между собой цифровых двойни ­ ков. В качестве первого шага объединённое королевство определило единый подход к управлению информацией для обеспече ­ ния открытого и безопасного обмена дан- нецами. Работа с данными усложняется из-за их возрастающего объёма и разнообразия новых источников информации: цифровое видео и аудио, данные датчиков IoT, со ­ циальные сети, биометрия. Также необхо ­ димо работать над сокращением времени, затрачиваемого на анализ информации, и ускорением процесса реагирования. Это ведёт к использованию новых инструмен ­ тов, таких как когнитивные вычисления, для выявления закономерностей, которые в противном случае были бы невидимы. Умный Липецк Цифровые двойники, созданные на циф- ситуациях. Например, имитируя инцидент на стадионе, составить план эвакуации. Анализируя схемы движения транспорта и пешеходов, понять необходимость ново- ровой платформе, обладают огромными го пешеходного моста и запланировать его строительство. Эти же данные применя ­ ют для мониторинга новых строительных проектов в режиме реального времени. В настоящее время такую цифровую плат- потенциальными преимуществами в этом отношении. Большинство из них в проекте «Умный город» сосредоточены на транс ­ порте и коммунальных услугах или огра- Цифровые близнецы связывают все ничены зданиями. Такой подход является уровни городского управления, включая форму-близнец используют для создания хорошим началом, но городским властям городских приложений, улучшающих следует объединить различные операции жизнь горожан. в процессы и, в конечном счёте, соединить целые экосистемы, чтобы реализовать ис ­ тинный потенциал этих инициатив. жарных, аварийно-спасательные и ком ­ мунальные службы, градостроителей, специалистов по брендингу и маркетин- Интеллектуальный гу, сторонних партнёров. По прогнозам, к 2023 году 25% успеш- Эволюция городского мозга Города, являющиеся сложными эко ­ системами, быстро развиваются и, как и их граждане, становятся всё более циф ­ ровыми. Ожидается, что к 2025 году общее число глобальных пользователей интерне ­ та достигнет 6,2 млрд, а общее число под ­ ключённых устройств превысит юо млрд. Общее количество данных, которые будут создаваться в год, оценивается в 180 Зетта ­ байт (10 ” ^ байт), что в пять раз больше, чем сегодня. И главная задача городских властей сейчас — работать быстрее и эффективнее, так как цифровая инфраструктура города развивается стремительно. Учёные счита- 001010101101 1010101011 1101110101 101000101 1010001011 • o '• S9 D01 100101 101111 001001 0010101011 1 1111011101 100010001 1000011 1001010 У 01.0" . А01 101 "0'1.0 T0T 0.10 111000 10001 111 0 10101011010г010ю10-111 j 11011101011010100010'1000 д 10001011110101001' ‘ 101111101000010010010101 ’ '^ I . 0 Л - - 0010 ^ 1 ОТ :^'io . * iL : t: '1 ' i- Интань Другим примером является Интань — китайский город, пионер в строитель ­ стве цифровых городов-близнецов. В рам- цифровые двойники присущи и его жи- ках проекта «Интеллектуальный Интань телям. Системы, повторяющие рутинные на базе IoT (Internet of Things)» городское действия, всё больше будут проникать правительство создало унифицированные в нашу жизнь. Вспомним хотя бы техноло- службы по модели «Один центр — четыре гии «умного дома»: приложение предла- платформы». 43 категории приложений 1оТ охва ­ тывают водоснабжение, транспорт, улич ­ ное освещение и парковки и объединены в «мозг» 1оТ, что позволяет построить циф ­ ровой двойник, который в конечном итоге улучшит жизнь граждан. Страна в цифре Тем временем в Великобритании вы ­ водят эту концепцию на новый уровень. Цифровой житель В меняющемся дигитальном городе гает нам купить наши любимые продукты, которые заканчиваются в холодильнике; когда мы возвращаемся в плохом настро ­ ении, система включит нашу любимую весёлую музыку. Когда выйти из дома, что ­ бы не опоздать на работу? А если на улице дождь? А если на привычном маршруте пробка? И даже приложение, которое пред ­ ложит нам идеальную пару (Tinder), тоже пример оцифровки наших вкусов и предпо ­ чтений. Но сможет ли цифровой двойник заменить человека? Нет, ведь это скучно! 01011010101010101 Текст: к.т.н., доцент Л ГТУ Антон Сысоев Фото с сайта greenlining.org 111 ООО w ■ 001* =010 -001 '■ 010 ■ 101 '101"^ Nv5S; 01 ' 0 H * JD iiimii mnm nirnn ■infllli . i B3^ i 5 I I 101 010 Meepliieefce I • ТГу р! Ю 010 1611 т ПУш ■ . ; I 1