元宇宙下的智慧城市,应该何去何从?

1月11日,武汉市市长程用文在作政府工作报告时指出,要加快壮大数字产业,推动元宇宙、大数据、云计算、区块链、地理空间信息、量子科技等与实体经济融合,建设国家新一代人工智能创新发展试验区,打造小米科技园等5个数字经济产业园。

去年12月,《上海市电子信息产业发展“十四五”规划》在聚焦前沿领域,前瞻布局关键技术研发方面,特别提及“元宇宙”。这也是元宇宙首次被写入地方“十四五”产业规划。最新消息显示,上海产业部门已在制定新赛道布局方案,“尤其要在数字经济、绿色低碳、元宇宙领域发力”。

浙江反应也较为超前。早在去年11月,浙江省经信厅就组织召开“元宇宙”产业发展座谈会。座谈会上,省数字经济联合会工作人员还介绍了《浙江省虚拟现实产业发展报告》的框架思路,并欢迎各专家和企业积极参与报告的编撰工作。同年12月底,杭州宣布成立元宇宙专委会。近日印发的《关于浙江省未来产业先导区建设的指导意见》进一步明确,将构建以人工智能、区块链、第三代半导体、量子信息、空天一体化、先进装备制造以及元宇宙等领域为重点的未来产业发展体系。

无独有偶,2021年11月3日,韩国首都宣布了一项计划,在元宇宙(一种依赖虚拟现实的沉浸式互联网)中开展各种公共服务和文化活动。韩国首尔表示,它将是第一个进驻元宇宙的大城市政府。

至此,国内已经有三个城市以政府文件的形式(包括但不限于政府工作规划)将元宇宙这一概念正式提出。元宇宙是什么,笔者相信已无需多言,这已经成为和共同富裕一样,为社会所熟知的年度关键词。但笔者通过文件检索,发现一个非常有意思的地方,即,上海、杭州、武汉是全国智慧城市建设领域内法规文件出台最密集的三个城市,也是智慧城市建设实践中走在前沿的三个城市,而这一次,元宇宙被纳入到政府工作文件中,其深意已经远远超出单纯的行业内相关产业发展。笔者以为,智慧城市下的元宇宙,可能更能代表未来智慧城市的发展方向,而绝非VR技术这种单一的以娱乐性质为主的产业发展代表着元宇宙的未来。

元宇宙下的智慧城市,应该何去何从?插图

笔者在此首先需要引入一个概念,数字孪生(DigitalTwin),其是指,充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。2002年,迈克尔·格里夫斯(Michael Grieves)教授在美国密歇根大学的课堂上首次提出“数字孪生”(又称“数字双胞胎”)的设想。2010年,美国国家航空航天局(NASA)的技术报告中正式使用了“数字孪生”一词。数字孪生是一种超越现实的概念,可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。f

根据此概念,我们可以在数字孪生的基础上,分析出数字孪生城市(Digital Twin Cities)的概念。数字孪生城市是新一代信息技术在城市的综合集成应用,是实现数字化治理和发展数字经济的重要载体,是未来城市提升长期竞争力,实现精明增长、可持续发展的新型基础设施,也是一个吸引高端智力资源共同参与,持续迭代更新的城市级创新平台。数字孪生城市至少具备九大核心能力,包括物联感知操控能力、全要素数字化表达能力、可视化呈现能力、数据融合供给能力、空间分析计算能力、模拟仿真推演能力、虚实融合互动能力、自学习自优化能力、众创扩展能力。九大核心能力呼应精准映射、虚实交互、软件定义、智能干预四大特征,成为数字孪生城市的标准配置。

元宇宙下的智慧城市,应该何去何从?插图1元宇宙下的智慧城市,应该何去何从?插图2

通过上文我们看出,元宇宙这一宏观概念在智慧城市中能够得到极高的应用,至少有以下四个方面:

上帝视角的全域监控:城市管理者对于城市基础信息和状态的掌握受限于数据收集的和统计的时间,存在延时性和不准确性。如果充分利用元宇宙提供的实时、沉浸、低延时特性,可以让城市管理者置身于其管理的城市中,以上帝视角感知城市状态,全面获取城市信息,充分发挥城市管理者的能力。

城市治理模拟决策:在元宇宙,基于与现实世界实时映射的属性,现实中所有人和物都可以在元宇宙中体现,将所有城市问题全量映射到元宇宙中,通过在元宇宙中观察事件的动态,提前发现态势的变化,模拟问题处置,为现实世界提供预处置。

应急事件处置:现实世界进行水灾、火灾、演练一般按脚本开展,缺少随机性、真实性、全面性。在元宇宙的世界,模拟一场真实的火灾、水灾等应急事件,是轻而易举的事。可以充分体现真实的场景、多变的态势、全员的参与,大幅提高全员的应急能力。这一点对于眼下全球来说都至关重要,在疫情持续的现在,很多地方来不及应对突发疫情而酿成更大的次生危害的案例不胜枚举。

城市规划建设模拟:由于城市管理部门不同的权责划分存在的难以全局统筹,协调性欠缺的问题。在元宇宙的世界,对于规划可能存在的问题可以及早发现,并且可以基于模拟的方式或者AI的分析提供更新、更有效的规划建议。

小结:

元宇宙是下一个风口,也是未来技术的发展的一大方向,是数字经济发展的重要驱动,但宏观的元宇宙具体落实到我们的真实世界还需要很多努力。元宇宙这一概念的提出,其实背后反映的是我们对于未来生活的更多理想渴望,这一渴望,也许不用等太久,至少,在现在,在智慧城市的建设浪潮中,我们已经切身感受到元宇宙给我们生活带来的便捷和美好。


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