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近年來，在數(shù)實(shí)融合的大背景下，數(shù)字孿生以其全息映射、仿真推演、分析預(yù)測(cè)、實(shí)時(shí)交互等能力，正成為企業(yè)全面深化數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心支撐技術(shù)之一。生成式人工智能(AIGC, AI-generated content）則為人類社會(huì)打開了創(chuàng)造世界的大門，有望在各個(gè)領(lǐng)域帶來生產(chǎn)力的革命性飛躍。數(shù)字孿生與AIGC相互加持，建立一個(gè)彼此驅(qū)動(dòng)的優(yōu)化迭代“飛輪”體系，必將為世界的發(fā)展帶來巨大加速度。

在近日舉行的2023界面REAL科技大會(huì)上，騰訊數(shù)字孿生產(chǎn)品部/自動(dòng)駕駛業(yè)務(wù)總經(jīng)理蘇奎峰受邀出席，發(fā)表了題為《數(shù)字孿生與生成式AI閉環(huán)迭代進(jìn)化》的主題演講。

數(shù)字孿生：“可視、可算和可用”的價(jià)值

數(shù)據(jù)顯示，2022-2029年數(shù)字孿生中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模年均增速達(dá)42%，已成為工業(yè)、航空航天、交通、能源等行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心支撐技術(shù)。政策層面，數(shù)字孿生已被納入國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)戰(zhàn)略，各部委、各地方、各行業(yè)政策設(shè)計(jì)加速完善，形成“技術(shù)+應(yīng)用”的雙輪驅(qū)動(dòng)體系。

數(shù)字孿生到底具備怎樣的價(jià)值，何以得到如此重視？

實(shí)際上，當(dāng)前市面上對(duì)數(shù)字孿生應(yīng)用價(jià)值的理解存在一些誤區(qū)。蘇奎峰認(rèn)為，首先，數(shù)字孿生并不是一個(gè)單一的二三維可視化系統(tǒng)，而一定具備更深層次的洞察能力，具有交互和體驗(yàn)價(jià)值；其次，數(shù)字孿生和傳統(tǒng)的模擬仿真也有不同，當(dāng)然“仿真”是孿生的靈魂，是數(shù)字孿生的價(jià)值高地，“無仿真不孿生”，但只有仿真也不能稱之為孿生。用一句話來概括，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的仿真才是數(shù)字孿生；此外，數(shù)字孿生要和VR、AR、MR等3D數(shù)字媒介區(qū)分開來，XR為數(shù)字孿生提供了非常好的交互體驗(yàn)，同時(shí)數(shù)字孿生又是XR的內(nèi)容基礎(chǔ)。數(shù)字孿生之所以獲得方方面面的關(guān)注，在于它所具備的價(jià)值更巨大、前景更廣闊。

對(duì)于數(shù)字孿生的價(jià)值，蘇奎峰將其總結(jié)為三點(diǎn)：對(duì)真實(shí)世界的“可視、可算和可用”。

● “可視”在于對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的看見、看懂、洞察；

● “可算”體現(xiàn)在將物理世界模型化和參數(shù)化，以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和推演，以獲得更強(qiáng)和更大規(guī)模的計(jì)算能力；

● “可用”是指數(shù)字孿生可以提供沉浸式、游戲化的交互體驗(yàn)，大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的在線協(xié)同，以及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的閉環(huán)優(yōu)化和控制。

全真互聯(lián)是下一代互聯(lián)網(wǎng)的重要趨勢(shì)，也是以數(shù)實(shí)融合助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略和路徑。而數(shù)字孿生作為全真互聯(lián)的核心技術(shù)之一，已成為騰訊全真互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略下的關(guān)鍵一環(huán)。

圍繞數(shù)字孿生的三大價(jià)值要素，騰訊基于游戲科技、云計(jì)算/云渲染、人工智能、模擬仿真、高精地圖、全息感知以及音視頻傳輸?shù)群诵募夹g(shù)，打造出空間構(gòu)造、物聯(lián)感知、時(shí)空計(jì)算、逼真渲染、仿真推演5大核心能力，形成一站式數(shù)字孿生平臺(tái)，并聯(lián)合眾多生態(tài)伙伴打造出面向城市、交通、建筑、制造、能源、文旅等多個(gè)行業(yè)場(chǎng)景下的數(shù)字化解決方案，構(gòu)筑起開放共創(chuàng)的數(shù)字孿生行業(yè)生態(tài)。

數(shù)字孿生+生成式AI：雙螺旋式的閉環(huán)迭代進(jìn)化

去年底，隨著ChatGPT一聲炮響，AIGC因其具備分析和創(chuàng)造文本、圖像、視頻以及三維數(shù)據(jù)而備受廣泛關(guān)注，人工智能也由判別式向生成式快速切換，為各行各業(yè)應(yīng)用創(chuàng)造出巨大潛力。AIGC作為一種能夠創(chuàng)造新內(nèi)容的AI技術(shù)，在數(shù)字孿生領(lǐng)域中，AIGC也能夠提供更多的助力作用。

蘇奎峰總結(jié)指出，AI技術(shù)尤其是AIGC技術(shù)提升數(shù)字孿生能力主要體現(xiàn)在5個(gè)方面：工作機(jī)理模型和三維模型構(gòu)建、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的模型更新、生成式模型增強(qiáng)、數(shù)據(jù)分析、仿真預(yù)測(cè)以及智能決策。

同時(shí)采用AIGC技術(shù)還可以創(chuàng)造出更多的合成數(shù)據(jù)，尤其是一些敏感或高安全領(lǐng)域的數(shù)據(jù)和長(zhǎng)尾數(shù)據(jù)，從而填補(bǔ)真實(shí)數(shù)據(jù)中的缺口，提升孿生模型精度；AIGC可以快速產(chǎn)生多種設(shè)計(jì)和運(yùn)行方案，讓工程師或決策者從中選擇最優(yōu)解，減少傳統(tǒng)方法下的嘗試和錯(cuò)誤。借助ChatGPT這種大語言模型，可以實(shí)現(xiàn)更友好的人機(jī)協(xié)同。

反過來，數(shù)字孿生同樣也能為AIGC“豐滿血肉”。

● 首先，數(shù)字孿生模型可以提供大量高質(zhì)量、結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，這對(duì)于訓(xùn)練AIGC模型，特別是需要大量數(shù)據(jù)的模型如GANs，非常有價(jià)值；

● 其次，數(shù)字孿生為AIGC提供了一個(gè)無風(fēng)險(xiǎn)、高逼真的驗(yàn)證環(huán)境，可以嘗試和測(cè)試新的策略或方法，驗(yàn)證更多的極端情況，融合實(shí)時(shí)孿生數(shù)據(jù)，還能夠確保實(shí)際應(yīng)用的準(zhǔn)確性和可靠性；

● 第三，數(shù)字孿生模型可以為AIGC提供實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)的反饋，使其能夠不斷優(yōu)化和改進(jìn)生成的內(nèi)容或模型；

● 第四，數(shù)字孿生提供一個(gè)可交互的三維可視化平臺(tái)，有助于人在環(huán)參與其中，幫助解釋和理解AIGC的輸出，增加透明度和可信性；

● 最后，數(shù)字孿生可以為AIGC提供特定的場(chǎng)景或應(yīng)用，使AI能夠更有針對(duì)性地生成內(nèi)容或做出決策。

生成式AI+數(shù)字孿生=認(rèn)知孿生，加速自動(dòng)駕駛研發(fā)落地

AI正在給世界帶來巨大改變，AI技術(shù)本身也在不斷的演進(jìn)中。隨著AIGC的逐步成熟，人工智能除了具備學(xué)習(xí)和重復(fù)能力外，還能夠創(chuàng)造，讓我們?cè)趶拿枋鍪澜缦蚓庉嬍澜绾蛣?chuàng)造世界演進(jìn)。

過去，AI和數(shù)字孿生是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的體系。而在當(dāng)下，數(shù)字孿生和AI的融合越來越多。數(shù)字孿生絕大多數(shù)都是多孿生體的集成，比如，自動(dòng)駕駛測(cè)試中的基于多智能體的交通流模擬，在孿生構(gòu)建過程中更希望每個(gè)孿生體具備可信的人類駕駛行為或真實(shí)實(shí)體的行為模擬，而且需要具備交互能力。實(shí)驗(yàn)表明，利用大語言模型驅(qū)動(dòng)生成式智能體的行為，可以支持智能體具備更長(zhǎng)時(shí)間的一致性，管理動(dòng)態(tài)進(jìn)化的記憶能力和遞歸生成能力。AIGC與數(shù)字孿生的結(jié)合，能夠產(chǎn)生更復(fù)雜的，具備記憶、檢索、反思和推理等能力的虛擬或虛實(shí)融合環(huán)境，這就是我們所稱的認(rèn)知孿生。

自動(dòng)駕駛是典型的四維空間計(jì)算問題，其核心是在四維空間下的感知、建圖、定位和決策規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)。在BEV+OCC框架或正在被驗(yàn)證的端到端自動(dòng)駕駛計(jì)算框架下，無論是算法訓(xùn)練還是測(cè)試驗(yàn)證，數(shù)字孿生與AIGC相結(jié)合的認(rèn)知孿生體系，對(duì)自動(dòng)駕駛落地都是不可或缺。

● 首先，認(rèn)知孿生依然強(qiáng)調(diào)虛實(shí)融合，虛實(shí)互動(dòng)以及虛實(shí)一致等問題，不是完全脫離現(xiàn)實(shí)而自動(dòng)生成，而是通過傳感器采集真實(shí)數(shù)據(jù)，通過AI和數(shù)字孿生技術(shù)建模，然后再以此為基礎(chǔ)進(jìn)行生成編輯；

● 其次，動(dòng)態(tài)場(chǎng)景具備四維特征，是多智能體，具有記憶、檢索、追溯和推理能力，充分利用這些特性，可以提升復(fù)雜場(chǎng)景構(gòu)建精度，降低構(gòu)建成本；

● 最后，為自動(dòng)駕駛構(gòu)建的認(rèn)知孿生體，以AIGC支撐的多智能體，具有博弈和對(duì)抗能力，能夠更有效地模擬現(xiàn)實(shí)駕駛的博弈策略，提升系統(tǒng)決策規(guī)劃能力。同時(shí)，這種體系在解決自動(dòng)駕駛數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率、長(zhǎng)尾或極端case以及樣本均衡等問題一定會(huì)有顯著的收益。

認(rèn)知孿生（Cognitive Digital Twins，CDT）是數(shù)字孿生的一種擴(kuò)展形式，除了基本DT功能外，還具備認(rèn)知功能，如記憶、檢索、反思和推理。其核心思想是利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)，使模型具備自我學(xué)習(xí)、推理和決策能力。一個(gè)完整的認(rèn)知孿生，具備感知、記憶、學(xué)習(xí)、注意力、推理以及最終問題求解能力，并依賴于云端存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、知識(shí)圖譜、仿真優(yōu)化等技術(shù)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)這些能力。

可以看出，二者的融合正在不斷升級(jí)人類和世界的交互模式：從描述世界到編輯世界，再到創(chuàng)造世界，獲得更強(qiáng)的自主認(rèn)知、思考、決策能力，最終實(shí)現(xiàn)“認(rèn)知孿生”。展望未來，蘇奎峰表示：數(shù)字孿生與AIGC的融合能構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)迭代的體系。一旦這樣的閉環(huán)體系構(gòu)建起來，將具有生命體的特征，為各行各業(yè)的數(shù)字化、智能化，提供可持續(xù)迭代的智慧助力。