李德仁院士：元宇宙与数字孪生是两个不同概念
春节假期刚过，冰墩墩特许生产商元隆雅图就因“东奥+元宇宙”迎来了一波股价飙升。
元宇宙的风太热，不止吹红了一家元隆雅图。实景三维、数字孪生等偏向产业端的空天信息相关概念，也借着元宇宙的大火变得炙手可热，相关企业融资不断、股价节节攀升。（详情见：产业元宇宙崛起，数字孪生升温 | 年终特辑⑧）
只是，新概念的发展，往往伴随着巨大的泡沫。无论是当下的“受益者”，还是看似尚未赶上时代风口的“滞后者”，都需要在技术浪潮更迭时保持足够冷静的判断能力。
从传统到开放，从单打独斗到跨界融合，空天信息产业本就处于变革期。对这一领域的从业者而言，顶着“下一代互联网”光环的元宇宙足够有诱惑力，却也让人迷茫。
虎年开年之际，泰伯网邀请到中国科学院院士、中国工程院院士李德仁，谈一谈他对数字孪生与元宇宙的看法。
元宇宙与数字孪生是不同概念
随着元宇宙的火爆，数字孪生概念也随之被热捧。但李德仁院士认为，不应将二者混为一谈。
“我认为，元宇宙和数字孪生是两个不同的概念，前者并不是后者的高级形态。”
李德仁院士表示，数字孪生本身概念非常清晰，就是现实世界在网络空间中的真实反馈，无论是数字孪生工厂、数字孪生城市甚至数字孪生地球，本意都是通过网络空间的模拟、仿真等还原真实世界并影响现实生活，是“要对地球负责的”，不会存在类似“神话”“游戏”等完全想象的元素。
“与数字孪生相比，现在火爆的元宇宙（metaverse）概念其实并不太清晰，‘虚实融合’的说法容易让人混淆真实世界和虚拟空间。”
李德仁院士进一步解释：“大数据中将用来描述数据的数据叫做元数据（metadata），但用‘元’来诠释宇宙似乎有一些难以理解。”
“从人类诞生以来，就存在两个空间。一个是我们生活的现实空间，一个是从神话传说、小说、电影到如今的游戏、VR游戏等人类想象延伸出的虚拟空间。前者在网络空间中的映射用数字孪生就足以概括，而目前的元宇宙似乎更偏向于后者。
“比如，基于西游记这一经典故事，可以借助三维实景等技术呈现一个看起来相当真实的虚拟世界，但这个世界并不影响真实世界的运转，只是为人们提供娱乐和想象的空间，这种情况下，即使借用了现实中的三维空间、车辆、人流等数据信息，也仍然应该被看做是虚构的空间。”
李德仁院士举例说明：“就像梅兰芳大师在戏剧世界中扮演的是各种女性角色，但真实生活中是一名男士，有自己的妻子、儿女一样，人们需要像分清戏剧与现实一样，分清元宇宙中的虚拟概念和现实生活。”
李德仁院士表示，元宇宙需要把概念说清楚，理清规则框架。
“在运用先进技术的同时，必须明确虚拟与真实世界之间的边界，要让技术运转有足够完善的规则作指导，要让参与者清晰地知道哪些角色、故事和世界观是创造出来的，不要让科技进步反而阻碍社会的正常运行规则。”
但李德仁院士并不拒绝运用数字技术改造、升级传统产业，反而乐见其成。
“运用VR、AR、MR等虚拟与现实交互的技术来赋能网络游戏、智慧文旅等产业，或者参与各种领域中的仿真模拟，我都是非常支持的。比如运用相关技术，能够让参观敦煌壁画的人看到飞天在眼前真实地起舞，这对旅游和文化产业发展将是极大的推动，值得尝试。”
这些领域在很早之前就已经尝试了VR、AR等技术的的应用，只不过，当时大数据、云计算、AI、5G等配套技术还未成熟，所以尝试并不成功。如今科技有了整体进步，自然有能力将产业发展更进一步，但是否要冠以“元宇宙”之名，李德仁院士持保留意见。
数字孪生是城市建设的新高度
相对于既宏大又有些“缥缈”的元宇宙，李德仁院士口中“要对真实世界负责”的数字孪生，具有相当明确的使命。
“数字孪生，就是要利用虚实融合的技术，用迭代、进化的方式对从工厂、园区到城市的物理空间进行全面观测，洞察其发展态势，进而科学分析、预测、决策，实现以虚拟网络的管控来提升实体的运行效率。”
李德仁院士介绍，城市的数字化进程伴随着信息化发展步调逐渐演变。
从1992-1993年第一次信息革命时出现数码空间概念、1998年左右互联网加速全球化浪潮，到2006-2007物联网技术逐步发展、2015年之后数字孪生概念逐渐兴起，城市的数字化也逐渐从数字城市、智慧城市向着数字孪生城市过渡。
李德仁表示，数字孪生的智慧城市有着精准映射、虚实交互、软件定义、智能反馈四大特点，实现了颠覆性的创新，是数字城市的理想目标，也是智慧城市建设的新高度，赋予城市大脑实现智慧化的重要设施和基础能力。
“目前在推进的新基建正在为产业数字化、数字产业化打下基础，方便对产业的生产、流通等环节进行全生命周期的管控，将是推动我国经济下一步发展的主要动力。而新型智慧城市建设，强调地上、地下三维一体化，相当于将城市看作一个‘生命体’，并对其从诞生到变化、发展的过程进行全生命周期管理。”
李德仁院士表示：“基于这种模式，城市能够进行自我学习，运行模式将不断优化、迭代。”
但李德仁院士也提醒业界同仁，数字孪生城市建设仍然存在几大难点。
其一，需要综合考虑建模效果与成本支出。现阶段的资金能力无法支撑将所有实体进行单独单体化建模，但是利用mesh模型可以自动化快速完成框架单体化。只是相对而言，后者在模型精致程度、应用及与其他建模软件融合等方面，还有进步的空间。
“我个人推荐城市级建模采用框架单体化模式自动完成，对于城市地标等重要建筑可以单独进行单体化建模。”李德仁院士表示，这一观点仍待业界探讨。
其二，需要统筹协调高精度空间数据的安全保密要求与现阶段经济发展的实际需求。
“现阶段的相关法规对高精度空间数据的开放共享有较多的限制，但包括自动驾驶在内的智能网联产业，又对这类数据有着相当大的需求空间。能否综合运用体制和技术手段，在保障数据安全的同时，保持我国在汽车智能化等赛道中的高速发展，为占领未来世界经济领先位置做好准备？”
李德仁院士建议：“在数据上云方面，可以参考类似武汉云的国资云方式，加强数据管控。在数据开放方面，也可以尝试对数据坐标进行处理、限制空间数据开放总面积、允许使用但不允许复制等模式进行限制。”
“这是技术发展到新阶段空间信息领域必须思考的问题，需要各界共同探讨以寻求最优解。”
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