將現(xiàn)實(shí)世界投射到虛擬世界的數(shù)字孿生技術(shù)，將會(huì)給我國帶來哪些產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇？又會(huì)給監(jiān)管帶來哪些挑戰(zhàn)？近日，來自產(chǎn)學(xué)研不同領(lǐng)域的專家在2021世界人工智能大會(huì)的多場論壇上就這一話題發(fā)表看法，進(jìn)行討論。
7月8日-10日，2021世界人工智能大會(huì)在上海舉辦，期間舉行上百場論壇，內(nèi)容涵蓋人工智能的方方面面。圖自官網(wǎng)
達(dá)闥科技創(chuàng)始人兼CEO黃曉慶指出，數(shù)字孿生技術(shù)聽起來超前，但并非新近出現(xiàn)，在工程技術(shù)、智慧城市等領(lǐng)域已有很好的應(yīng)用。復(fù)旦大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院研究員馮瑞介紹，數(shù)字孿生已被美國、德國、英國等定位為國家戰(zhàn)略，該技術(shù)帶來的變革將催生重大創(chuàng)新。
與此同時(shí)，多位專家也表達(dá)了在治理層面的擔(dān)憂：人們可能對(duì)數(shù)字孿生帶來的負(fù)面影響仍然處于無意識(shí)狀態(tài)。上海交通大學(xué)人工智能與法律研究中心主任助理衣俊霖提出，數(shù)字孿生帶來的核心挑戰(zhàn)，是算法的黑箱化，算法決策規(guī)則被隱藏起來，將會(huì)使法律問責(zé)變得異常困難。
虛擬世界“雙胞胎”，催生重大創(chuàng)新
何謂“數(shù)字孿生”？
復(fù)旦大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院研究員馮瑞介紹，數(shù)字孿生是根據(jù)真實(shí)世界事物構(gòu)建虛擬孿生體的空間，并對(duì)現(xiàn)實(shí)物理空間進(jìn)行指導(dǎo)和優(yōu)化的過程。簡言之，就是對(duì)照現(xiàn)實(shí)世界再造一個(gè)虛擬世界“雙胞胎”。近年來，隨著與人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的深度融合，數(shù)字孿生技術(shù)的廣泛應(yīng)用成為可能。
其實(shí)，數(shù)字孿生并非是近年來才最新出現(xiàn)。達(dá)闥科技創(chuàng)始人兼CEO黃曉慶指出，在工程技術(shù)里面叫仿真，在測(cè)試和系統(tǒng)評(píng)估里叫模擬；而在人工智能、智慧城市領(lǐng)域，在算力和網(wǎng)絡(luò)的支持下，通過對(duì)物理世界的建模，城市治理有了新的方法。“數(shù)字孿生是城市在走向數(shù)字化過程中必不可少的基座。”
黃曉慶進(jìn)一步舉例道，比如在上海這樣的大型城市中，有許多高樓。要預(yù)測(cè)這些高樓可能會(huì)出現(xiàn)哪些安全問題，單靠派人力去巡邏不大現(xiàn)實(shí)，也不能拿哪一棟樓來做實(shí)驗(yàn)，在這種情況下，運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)，在虛擬世界進(jìn)行測(cè)試，就可以幫助現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行決策。
馮瑞介紹，目前數(shù)字孿生已經(jīng)上升成為全球主要國家戰(zhàn)略，比如由美國國防部主導(dǎo)建立的國家數(shù)字化制造與設(shè)計(jì)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)，在2018年就把數(shù)字孿生列入戰(zhàn)略投資重點(diǎn)，美國政府和美國軍方對(duì)數(shù)字孿生高度重視可見一斑。此外，德國工業(yè)4.0把數(shù)字孿生作為重要內(nèi)容，英國也于2020年發(fā)布了國家數(shù)字孿生體原則，目的是統(tǒng)一各行業(yè)對(duì)于數(shù)字孿生開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)，提升不同數(shù)字孿生體之間數(shù)據(jù)融合的價(jià)值。“數(shù)字孿生以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)作為核心，把人和機(jī)器之間的協(xié)作從最早的人機(jī)協(xié)作轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器與機(jī)器協(xié)作，這種變革將催生重大創(chuàng)新。”馮瑞說。
更高精度更高效率，需要基礎(chǔ)學(xué)科支撐
盡管應(yīng)用前景廣闊，但當(dāng)下我國數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展仍面臨許多問題。馮瑞指出，目前數(shù)字孿生發(fā)展需要建立關(guān)鍵共性技術(shù)體系、數(shù)字孿生評(píng)價(jià)體系指標(biāo)和科學(xué)統(tǒng)計(jì)體系，以及可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生不同模型之間融合的統(tǒng)一方法論。
馮瑞觀察到，數(shù)字孿生從最初集中于制造業(yè)單一應(yīng)用領(lǐng)域，已經(jīng)開始向大尺度、跨領(lǐng)域融合發(fā)展。隨著數(shù)據(jù)量不斷加大，模型也會(huì)越來越復(fù)雜，這給模型建立的精度和效率帶來了更高要求。他認(rèn)為，要解決精度和效率之間的矛盾，需要突破精準(zhǔn)建模以及超大規(guī)模計(jì)算技術(shù)，來自數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)類學(xué)科尤其交叉類基礎(chǔ)學(xué)科的支撐非常重要。
此外，馮瑞還指出，在數(shù)字孿生的每個(gè)構(gòu)建層都需要使用大量基礎(chǔ)工業(yè)軟件，但這些工業(yè)基礎(chǔ)軟件目前都嚴(yán)重依賴國外企業(yè)，這將對(duì)我國的數(shù)字孿生發(fā)展造成極大困擾。
在數(shù)字孿生應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模化落地方面，馮瑞建議，以創(chuàng)新型企業(yè)為主體，面向數(shù)字孿生城市重點(diǎn)在交通、社區(qū)、服務(wù)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化落地，進(jìn)而促進(jìn)打造城市規(guī)劃新模式。加強(qiáng)數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)開放的交流平臺(tái)建設(shè)，參與或者主導(dǎo)國際標(biāo)準(zhǔn)制定，搶占精準(zhǔn)數(shù)字孿生國際標(biāo)準(zhǔn)控制權(quán)。
挑戰(zhàn)傳統(tǒng)監(jiān)管規(guī)則，算法黑箱或是核心
作為具有推動(dòng)時(shí)代變革的新技術(shù)，數(shù)字孿生的發(fā)展又隱藏著哪些風(fēng)險(xiǎn)？北京郵電大學(xué)人工智能學(xué)院研究院劉偉表達(dá)了自己的擔(dān)憂：已有很多人注意到了數(shù)字孿生對(duì)提高生產(chǎn)力的作用，但對(duì)其可能帶來的負(fù)面影響仍然沒有意識(shí)。
“數(shù)字孿生是美國人發(fā)明的，美國人在數(shù)字孿生里吃了大虧。”劉偉舉例，波音737 MAX飛機(jī)在設(shè)計(jì)制造中就使用了數(shù)字孿生技術(shù)來模擬飛行，但該機(jī)型卻在現(xiàn)實(shí)世界中頻頻出事。
馮瑞同樣認(rèn)為，數(shù)字孿生給監(jiān)管帶來了新問題，比如涉及敏感地理信息以及數(shù)據(jù)安全等，新的經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)模式也會(huì)給傳統(tǒng)規(guī)則帶來挑戰(zhàn)。
上海交通大學(xué)人工智能與法律研究中心主任助理衣俊霖提出，數(shù)字孿生帶來的核心挑戰(zhàn)，就是算法的黑箱化，即將代碼封裝起來。算法的黑箱化具有一定程度的合理性，可以使技術(shù)穩(wěn)定；但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致算法決策規(guī)則被隱藏起來，有可能會(huì)轉(zhuǎn)嫁決策責(zé)任，使法律問責(zé)變得異常困難。
衣俊霖認(rèn)為，規(guī)制算法黑箱的關(guān)鍵在于在保持算法系統(tǒng)運(yùn)作封閉性的同時(shí)，尋求法律系統(tǒng)與算法系統(tǒng)之間的溝通機(jī)制。具體而言，首先是建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)聲明機(jī)制，加強(qiáng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的上位法支撐，形成對(duì)企業(yè)的約束力；此外可以借鑒食品和藥品領(lǐng)域的做法，給算法打上標(biāo)簽，可以包括版本控制、信息算法生產(chǎn)方，算法使用方以及安全分級(jí)等內(nèi)容。“這樣可以增強(qiáng)法律的現(xiàn)實(shí)效力，使得技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在合規(guī)領(lǐng)域更受重視。”
