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    揭秘礦山元宇宙:你想看的元宇宙,其實在這里

    放大字體  縮小字體 發布日期:2021-12-03 10:29:32    來源:中華化工網    瀏覽次數:366    評論:0
    導讀

    在科幻小說《雪崩》中,美國一家游戲公司依據“超元域”構建的網絡虛擬世界,引出了當下經濟領域中的熱詞——元宇宙。在小說里,人們只要通過公共入口鏈接,就可以以虛擬化身的形象進入,開啟有別于現實世界的另一種人生。之后,這種虛擬與現實交叉的世界被稱之為元宇宙(Metaverse)。

    著名科幻小說家劉慈欣曾說過,人類面前有兩條路,一條向外,通往星辰大海;一條向內,通往虛擬現實。正如他所說,虛擬現實正在以全新的面貌出現在當代人的生活。

    在科幻小說《雪崩》中,美國一家游戲公司依據“超元域”構建的網絡虛擬世界,引出了當下經濟領域中的熱詞——元宇宙。在小說里,人們只要通過公共入口鏈接,就可以以虛擬化身的形象進入,開啟有別于現實世界的另一種人生。之后,這種虛擬與現實交叉的世界被稱之為元宇宙(metaverse)。

    如今,基于小說“雪崩”所產生的元宇宙概念正在席卷現實世界,人們認為,游戲和社會是最貼近元宇宙的兩大領域。事實似乎也證明了這一點,以Facebook為代表的互聯網企業正在對元宇宙產生狂熱的想法。然而,這種狂熱和虛擬也讓一些人看得云里霧里,炒作?夸大?噱頭?種種質疑隨之涌現。

    從無人駕駛尋找元宇宙

    但,元宇宙真的是噱頭嗎?

    元宇宙的概念起源于賽博空間。賽博空間于1991年催生了鏡像世界的軟件技術概念,隨后于 1992 年衍生出賽博朋克(Cyberpunk)文化概念“元宇宙”,實際就是一個平行于真實世界的社會化賽博空間。

    自賽博空間誕生以來,出現了許多與元宇宙類似的概念,如影子系統、數字孿生、鏡像世界等等。但本質上,數字孿生是最簡單的虛實一對一平行系統,其系統性地規?;院?,元宇宙隨之誕生,而當元宇宙實現知識自動化和智能化,最終將成為真正意義上的平行智能系統。

    簡言之,元宇宙是通過對現實世界的復刻,構建虛擬世界,從而實現對生產、生活等各個環節的仿真。之后,通過預測現實世界,借助算力在虛擬世界中推演多鐘可能性,從而使解決方案更加全面化。在一系列的技術布局之后,一個游離在虛擬世界和現實世界的元宇宙就此誕生。

    無人駕駛在礦山的落地,正是這樣的一個過程。

    圖1:世界上第一本挖掘和裝載無人車領域的學術著作

    在遠離消費者的工業世界,元宇宙正在以全新的速度搭建。正常情況下,一個正在開采的煤礦,需要工人開車在各個地點進行挖掘、運輸、卸載等工作。這里面,人是最核心的單位。但在無人駕駛的世界里,無論是挖掘還是運輸,都不再需要工人在現場,而是在遠離粉塵的辦公室內,操控著煤礦挖掘的所有過程,從而實現一個虛擬與現實結合的元宇宙。

    如果一輛車在煤礦進行上述工作可以稱之為元宇宙中的一個基本單位,那么多輛無人駕駛車輛的交匯,則構成了一個更大的元宇宙。更甚之,一個采用了無人駕駛技術煤礦是一個元宇宙,那么多個煤礦同時在無人狀態下進行的開采挖掘則是單位元宇宙的進一步延展。

    礦山元宇宙究竟是什么?

    想象一下,如果你正在打一場虛擬游戲,游戲中需要完成礦山開采的任務,那么效率就是你贏得游戲的關鍵。要實現效率,一只編組的無人駕駛車隊是你的首選。隨著你的效率越來越高,你可以同時管理好多個礦山。這一切,都在通過科技和大數據、算力來實現。在你構建的虛擬世界中,一個元宇宙就此誕生。而這,正是礦山元宇宙的構成。

    上述智慧礦山在現實世界的規?;涞?,正是基于平行系統理論產生的實驗成果。

    早在2004年,中國科學院自動化研究所就正式提出了平行系統理論并持續開展相關科學研究,這正是元宇宙和數字孿生背后的智能科學與技術。

    圖2:平行系統的基本框架

    在近來的許多智能科技與產業研討會上,許多行業大咖也不止一次提出:“元宇宙背后的科學問題、基礎理論和體系方法是什么?如何用它來服務產業的智能升級?”慧拓智能提出的平行礦山操作系統無疑為此提供了可信可靠的一種答案。

    那么,何為平行礦山操作系統?智能礦山由現實場景、平行管控中心、虛擬礦山、遠程操控平臺構成,智能礦山操作系統則包括單車作業系統、多車協同系統、車路協同系統、無人駕駛智能系統、調度管理系統、平行運輸系統、監管系統、遠程監管系統、通信系統9個子系統,全系統由計算機平臺提供算力支持。各個系統各司其職,最后實現智能礦山,也就是礦山元宇宙。

    本質上,元宇宙是平行系統的一個子集。而平行礦山系統,則是礦山元宇宙的工程化終極表現形態。

    最終,這種由計算機提供腦力支持和技術支持的結局方案,將人類從危險的開采環境中解放出來,并突破了人類的工作時間、強度的限制,實現高效且安全的礦山開采。

    圖3:愚公無人礦山整體解決方案

    2020年5月,慧拓發布了“愚公YUGONG”無人礦山整體解決方案,其核心就是虛擬礦山與現實礦山實時互動、協同工作、平行演進的平行礦山操作系統,通過一體化指揮與調度經過改裝的智能化單車作業系統、多車協同系統和車路協同系統,完成多種場景下的各類諸如智慧運輸調度、智能無人駕駛、遠程接管任務,進而遷移到不同礦區不同作業場景,推動礦區智能化無人化發展。該系統可大幅度降低人工成本,提高生產作業效率,并可結合社會發展要素為實現綠色可持續發展礦區提供技術支撐。

    礦山元宇宙加速發展

    不論是追捧還是爭議,元宇宙都在智慧礦山領域塑造著新的生產力。

    實際上,隨著科技手段和工業發展的進步,我國智能化礦山建設經歷了人工炮采、普通機械化開采、綜合機械化開采和智能化設備開采階段,即將進入虛實合一的平行智能開采階段。無論是數字孿生礦山、還是礦山元宇宙,本質上都是不同復雜程度的軟件定義的礦山環境,通過進一步利用并釋放計算機模擬世界的力量,為改進現有礦山挖掘、運輸、排放流程并打造新時代的智能化礦山管理運營體系提供支撐手段。

    圖4:虛實互動的平行礦山

    慧拓平行礦山系統通過構建與實際礦山環境與設施平行的仿真環境,在賦能傳統企業智能化數字化的道路上取得了多項重大的工程進展:與國家能源集團、華能集團、中煤集團、大唐集團、陜煤集團、寶武集團、云南錫業集團、江銅集團、中國黃金集團、紫金礦業、金隅陽泉冀東水泥建立合作,助力工礦企業的數字化、智能化轉型升級,助力礦山行業早日實現“雙碳”目標。

    未來,礦山元宇宙或將成為眾說紛紜的元宇宙中最貼地氣的一種。

    可以預見,在不久的將來,一座礦山的生產能力可能不僅僅取決于其實際生產規模與效率,更取決于與其伴生的軟件定義的人工礦山的生產規模與效率。平行礦山系統的落地應用,將有效促進工礦企業掌握數字化時代的話語權,成為礦山元宇宙工程化落地的最佳解決方案。

     
    (文/小編)
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