數(shù)字孿生,顧名思義,就是“數(shù)字雙胞胎”,根據(jù)國際統(tǒng)一的定義,數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù),集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程,在虛擬空間中完成映射,從而反映相對應(yīng)的實體裝備的全生命周期過程。
簡單來說,數(shù)字孿生就是在一個設(shè)備或系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造一個數(shù)字版的“克隆體”。這個“數(shù)字克隆體”被創(chuàng)建在信息化平臺上,是虛擬的。與電腦的設(shè)計圖紙又不同,相比于設(shè)計圖紙,數(shù)字孿生體最大的特點在于,它是對實體對象的動態(tài)仿真。也就是說,數(shù)字孿生體是會“動”的。
當(dāng)下,數(shù)字孿生已成為最大的科技趨勢之一,并逐漸走進(jìn)人們的生活。數(shù)字孿生在醫(yī)療健康的應(yīng)用就展現(xiàn)出了極具潛力的前景。
比如,通過創(chuàng)建醫(yī)院的數(shù)字孿生體,醫(yī)院管理員、醫(yī)生和護(hù)士可以實時獲取患者的健康狀況。醫(yī)療健康管理的數(shù)字孿生使用傳感器監(jiān)控患者并協(xié)調(diào)設(shè)備和人員,提供了一種更好的方法來分析流程,并會在正確的時間、針對需要立即采取行動的狀況來提醒相關(guān)的人員。
醫(yī)院的數(shù)字孿生體可以提高急診室的利用率并且疏散患者流量,降低操作成本并增強患者體驗。此外,可以通過數(shù)字孿生預(yù)測和預(yù)防患者的緊急情況,如心跳90%或呼吸停止,從而挽救更多的生命。
盡管從造物角度來講,人體比機械要復(fù)雜太多。人體有37萬億個細(xì)胞,每一個細(xì)胞生命周期里又有4200萬的蛋白質(zhì)。但人體數(shù)字化,即基于人體相關(guān)的多學(xué)科、多專業(yè)知識的系統(tǒng)化研究,卻將這些知識全部注入人體的數(shù)字孿生體中。這有利于降低各種手術(shù)風(fēng)險,提高成功率,改進(jìn)藥物研發(fā),提高藥物的效用。
未來,我們每個人都將擁有自己的數(shù)字孿生體。通過各種新型醫(yī)療檢測、掃描儀器及可穿戴設(shè)備,我們可以完美地復(fù)制出一個數(shù)字化身體,并可以追蹤這個數(shù)字化身體每一部分的運動與變化,從而更好地進(jìn)行自我健康監(jiān)測和管理。
數(shù)字孿生作為一種技術(shù),終將從原子、器件應(yīng)用擴(kuò)展到細(xì)胞、心臟、人體,甚至于未來整個地球和宇宙都可以在虛擬賽博空間重建數(shù)字孿生世界。