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數位分身術 科技廠勤練功

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羅濟威、STPI科技政策研究組 發表於 2018年11月6日

圖、數位分身術 科技廠勤練功

Digital Twins可譯為「數位分身」或「數位孿生」,連續兩年被Gartner納入十大技術趨勢預測,在功能上以「數位化模擬」更能表達此技術之內涵,此技術主要是透過數據擷取、數位模擬、數位分身建模以及AI等技術將物理實體轉為數位物件或系統的技術。透過虛擬物件的建立,使用者可在數位環境下進行各種情境的模擬與測試,並藉以優化真實物件或系統的操作以增加其附加價值。

在應用上,此技術最早被導入於航空業,基於該產業在資本及安全性上的高度要求,藉由AI蒐集各種飛航數據產生數位分身,並透過運算來精準預測飛機各項元件的使用壽命以便進行管理及汰換,如此可大幅降低營運成本;此外,也可透過虛擬情境的模擬測試,提早因應或規避各種危險以提高飛航安全。

隨著各種AI、大數據、IoT物聯網以及各種感測器硬體運算功能的增強,數位分身技術已不僅作為物理資產數位化及管理的功能,已漸漸被導入於製造業、無人車、健康醫療、建築、能源、電玩娛樂等產業。舉例來說,傳統的工業製造物件將被轉為數位元件並透過虛擬製程、虛擬原型、虛擬廠區等模型的建立,將這些數位分身置於在虛擬環境進行各種製程或產品優化的測試。
根據IALE TECNOLOGIA公司透過IFI CLAIMS全球專利數據庫進行分析的結果顯示,數位分身技術相關專利在2011到2017年間共有1,456項專利申請,而在2016、2017兩年成長快速,其中大多數專利主要集中於中國、美國及日本等三個國家的申請,占全球總專利申請量的七成以上。

目前數位分身主要的技術布局領先廠商為Immersion、IBM、Microsoft、Siemens、Boeing、Honeywell、Denso等企業,其中,Boeing公司主要布局於混合實境、模擬建模技術、量測、圖像處理以及網路拓樸技術;設立於加州的Immersion公司所屬專利則以人機互動相關為主,包含觸覺回饋相關技術、手勢回應相關技術、觸控螢幕控制以及介面接口配置、軟式觸控螢幕(G06F2203/04101)以及多點觸控等技術;Siemens公司則著重於醫療網路下特定網路配置設計,此外該公司也有著3D建模技術以及人或動物影像辨識技術相關專利;Microsoft公司則以手部辨識及交互方法、聲控、穿戴式感測裝置與人機互動相關的專利以及用於遊戲應用的家機光學感測裝置相關專利為主;Honeywell公司投入於電力系統的模型建立以及模擬相關技術;Denso公司將重心放在自駕車加速度的量測方法及設備相關技術上;而IBM公司則廣泛的在多項領域中投入,並與多所公司有所重疊,例如與Immersion公司相同的皆將在手部動作轉譯數據的裝置相關技術有所投入,而與智慧眼鏡相關之裝置技術則與微軟相似,此外,有關診斷監測相關的技術則將與Honeywell公司競爭。

除了這些領先廠商所作的布局之外,近來也有更多的廠商積極進入布局,並隨技術的進步,逐漸實現即時顯像及互動,包含了Bosch提出了在三維環境視覺化時失真校正的方法與系統;而Samsung則布局於無線感測網路數據的資訊獲取方法並用來作為雲端服務、影像生成裝置以及控制之用;德國的Hexagon則在快速的影像增強以及三維深度的計算技術進行布局;Truphysics GmbH則發展AR平臺以及透過虛擬環境所產生的數位分身訓練機器人;而Fedem Tech則在將取得的真實資產(如:廠房、設備)數據轉為虛擬資產的方法進行研究。另外,數位分身技術也被用於使用金屬材料的3D積層製造程序中,申請的公司為Desktop Metal公司。Apple公司則布局於透過無線通訊或物理裝置的控制,直接或間接的與目標的虛擬分身進行互動。Google則在依據感測器擷取的數據持續的更新機器人在物體操作程序以及偵測物理空間內某一物理區域中事件的方法和系統並形成觸發區域,並透過用戶端設備使得虛擬區域能夠隨真實區域事件(如:移動)的發生而跟著改變。

其實,蘋果的Siri、亞馬遜的Alexa與Google的語音助理,已初窺數位分身早期的樣貌。估計十年之內,結合AI的數位分身應用超乎想像,每個人都可能擁有「數位分身」,它隨著你的資料存在於雲端;同時日夜學習你與數位世界互動時產生的所有資料,從手機、電腦、網站、穿戴式裝置到智慧家庭的感測器(例如智慧喇叭、行動通訊基地台與攝影機),你的數位分身將比你最好的朋友更了解你。

(作者是國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心研究員)
  (本文刊登於經濟日報2018/11/4)
 

 
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