元宇宙願景：以數字孿生構建面向未來的基礎設施

元宇宙已經成為一個理想的未來，而基礎設施元宇宙是其不可或缺的重要組成部分，因為我們不能脫離物理世界而生存。有專家認為，數字孿生是元宇宙伸到當下世界的觸角，也有專家認為，數字孿生是構建未來元宇宙的核心技術體系。不管怎麼說，元宇宙和數字孿生密不可分。

作為基礎設施數字孿生領域的領袖級企業，Bentley 軟體公司如何利用數字孿生技術構建基礎設施元宇宙？在英偉達舉辦的GTC 2022大會的媒體訪談中，Bentley 軟體公司應用整合副總裁

Lori Hufford

分享了Bentley獨特而有啟示性的觀點與實踐。

問：請您用一句話來說說對元宇宙的看法。

Lori Hufford：

我們認為元宇宙是沉浸式和互動式的。透過基礎設施元宇宙，人們可以在設計、建造和運營世界基礎設施的過程中，將自己化身或沉浸到基礎設施的數字孿生模型中，或使用來自數字孿生模型的資訊增強物理世界。

問：Bentley 軟體公司作為一家基礎設施軟體公司，從數字孿生技術的視角來看，元宇宙的作用在哪裡？

Lori Hufford：

由於基礎設施的數字孿生模型是物理世界的數字化表達，並使用物理世界的資訊進行持續更新，因此數字孿生模型必須包含豐富的工程 BIM 資料，並且能夠透過物聯網連線裝置（如感測器和無人機）跟蹤和視覺化現實世界環境的變化。與娛樂業不同，基礎設施數字孿生模型必須具備毫米級精度，在地理空間上保持一致，並支援複雜的工程架構。那麼，元宇宙的作用是什麼？透過元宇宙，人們可以在設計、建造和運營現實世界的基礎設施的過程中，將自己化身或沉浸到這些數字孿生模型中，或使用來自數字孿生模型的資訊增強物理世界。

問：Bentley 軟體公司對元宇宙在工業方面的工作重點是什麼？

Lori Hufford：

我們正在研究各種方法，將數字孿生技術和元宇宙的優勢引入到基礎設施中。在基礎設施全生命週期的各個階段，都有許多應用場景。

——在設計過程中，人們可以與數字孿生模型互動，在全球範圍內進行跨專業的設計校審。引入模型、實景環境和地圖來識別問題所在，在設計過程中引入變更視覺化，就變更進行溝通，以及使用數字化工具進行驗證。

——在施工過程中，可以使用增強現實技術來視覺化和審查施工程式，將風險降到最低，從而獲得更好的成效。

——在運營期間，可以使用採用了基礎設施數字孿生模型的增強現實技術，透過模擬模擬或透過遠端檢查提高安全性。關鍵在於，數字孿生模型必須具有工程級質量、毫米級精度且包含結構化的工程元資料，這樣才能帶來實際效果。

問：請您簡單談談元宇宙工作流程。

Lori Hufford：

現在要使元宇宙得到有效利用，那麼必須能夠將其輕鬆融入到使用者現有的業務流程中——欲善其事，必先利其器。元宇宙必須可以用於現有的工作流程中，並且可以充分有效利用現有的基於網路、面向團隊和流媒體等工具。元宇宙還必須具備開放性，讓使用者可以開發他們自己的元宇宙應用程式。

例如，不少大型組織正在使用透過攝影測量法建立的模型進行遠端橋樑檢測，以更有效地應對基礎設施老化的挑戰。他們透過有效利用數字孿生模型，開展及時的互動式跨專業的設計審查，改善設計成果。

問：哪些是給您留下印象最深刻的基礎設施元宇宙成功案例？

Lori Hufford：

其中一個令人振奮的例子是 ITER 專案。在法國，來自 35 個國家/地區的代表正在合作建造世界上最大的託卡馬克——一種又被稱為“人造太陽”的磁聚變裝置，以證明使用聚變作為大規模無碳能源的可行性。這一巨型設計和施工專案包含眾多複雜的工程模型和數以百萬計的零部件。託卡馬克必須先行在外場建造然後吊裝到位。ITER 希望讓人們能夠身臨其境地體驗數字孿生模型。他們建立了 CATIA 模型並將其匯入到 SYNCHRO 施工模擬程式中，後者基於 Bentley iTwin 平臺構建，用於進行 4D 施工模擬。然後，ITER 利用 Unreal Engine 以及 Omniverse 和 Cloud XR，營造出一種令人驚歎的虛擬體驗，讓設計團隊能夠沉浸其中。保真度非常重要——我們必須能夠在打造模擬體驗的同時不降低模型的複雜性。這是客戶第一次能夠讓使用者沉浸在模型中。照片實感的照明增強了體驗，而且基礎設施的數字孿生模型包括了充分利用未來的體驗所需的全部工程資料。

問：在未來 1 年、5 年乃至 10 年內，元宇宙可以實現哪些真實成果，您對未來有何展望？

Lori Hufford：

當然，通訊將不斷演進和改善，包括人與人、人與資產、資產與資產以及包括 XR 在內的各種模型之間的通訊。當資產遇到需要維修的狀況時，將發出警報，並指導維修工人完成維修過程。

透過提供人與資產互動的虛擬大廳，元宇宙將進一步讓我們擁有更強大的能力來設計、建造和運營基礎設施。例如，全息圖可以讓遠在外地的專家實現現場諮詢。

正如我之前提到的，我們需要管理我們與自然世界的關係。在 Bentley，我們希望成為地球的忠誠守護者。由於基礎設施資料的龐大規模和複雜性，我們需要找到理想的架構和軟體設計，以最大限度減小計算需求，降低碳排放量。