隨着蘋果Vision Pro的發布，XR行業再次掀起了熱潮。蒂姆·庫克在WWDC23發布上會提出，我們將從移動計算時代，進入“空間計算時代”。
那么，什么是空間計算？
空間計算(spatial computing)技術可以參照現實的物理世界構建一個數字孿生世界，將現實的物理世界與數字的虛擬世界連接在一起。使我們能夠進入並且操控 3D 空間，並用更多的信息和經驗來增強現實世界。
屆時，元宇宙中的每個原住民都可以參與數字世界的構建，他們既是建造者，也是使用者，每個人都能爲元宇宙的發展貢獻自己的力量。總之，空間計算技術可以實現數字世界和現實世界的無縫對接，讓兩個世界可以相互感知和理解。
空間計算層包括3D引擎、VR/AR/MR、語音與手勢識別、空間映射、數字李生等技術。與元宇宙的概念相比，空間計算已經是一個實實在在的發展階段。該項技術目前最重要的應用，是在工業領域。
工廠車間已逐漸形成“工業元宇宙”
“工業元宇宙”籠統的概念是指通過遠程操作、數字孿生、AI自動化、VR/AR等新技術改進工廠的運作方式。
不過即使是在2023德國漢諾威工業博覽會上，有很多參會者也根本不知道所謂的“工業元宇宙”到底是什么意思，但事實是他們早已或多或少的參與其中。“元宇宙”一詞，終於在工業制造領域找到了用武之地。
自動化技術早已助力工業，圖源：網絡
德國IT電信行業Bitkom集團的客戶技術部門經理Sebastian Klöß說：“元宇宙的最終目的是讓物理世界與虛擬世界聯系起來，這在工業領域十分重要。比如數字孿生技術，能把機器數據和來自工廠的實時數據與虛擬世界結合起來。”
數字孿生技術
最早，數字孿生思想由密歇根大學的 Michael Grieves 命名爲“信息鏡像模型”（Information Mirroring Model），而後演變爲“數字孿生”的術語。
美國國防部最早提出使用數字孿生技術，用於航空航天飛行器的健康維護與保障。首先在數字空間建立真實飛機的模型，並通過傳感器實現與飛機真實狀態完全同步，這樣每次飛行後，根據結構現有情況和過往載荷，及時分析評估是否需要維修，能否承受下次的任務載荷等。
這是一種超越現實的概念，利用物理模型和傳感器，在虛擬空間中創建數字映射的激光掃描技術。其復制的對象可以是一輛汽車，一個小部件，甚至是整個工廠。
比如，在工廠或生產线沒有建造之前，就首先完成其數字化模型。從而在虛擬的賽博空間中對工廠進行仿真和模擬，並將真實參數傳給實際的工廠建設。
將風險和成本降到最低
數字孿生可以幫助企業在虛擬環境中測試設備的工作原理並找出潛在問題，而無需在現實中生產出有缺陷的原型，也不會損壞設備，而且可以預演各種情況。比如，提前測試長時間加快生產流程後會發生什么，而不需要真的那么做。或者，在投資購买新一批機器之前，將機器數量增加一倍，看看是否能夠達到預期。
igus 是國際拖鏈系統和工程塑料滑動軸承制造商，主要利用3D打印和自動化技術。一名技術人員在接受採訪時講道：“有了數字孿生技術，就不再需要那么多的設備原型。用更少的航班、更少的差旅，讓制造更加效率，整個生產過程都得到了優化，並極大的降低了成本。”
相機和虛擬現實技術是元宇宙的其他組成部分，工業從業者希望這些技術能將遠程操作提升到一個新水平。比如幫助偏遠地區，如石油鑽井平台和天然氣管道鋪設區域等，通過遠程連接快速得到專家的指導，而專家本人可能只要坐在辦公室裏就可以，不用麻煩親自前往。
德國弗勞恩霍夫實驗軟件工程研究所嵌入式系統部門經理Thomas Kühn說:“可能施工現場沒有任何專家，因爲他們分布在世界各地。我們通過這項技術，可以將專家們帶到現場，如同身臨其境。這是非常容易想到，而且非常有用是應用案例。”
GE Digital工業互聯網創新與生態發展負責人 Robert Plana 認爲，數字孿生最重要的價值是預測，在產品制造過程中出現問題時，可以基於數字孿生對生產策略進行分析，然後基於優化後的生產策略進行組織生產。
遊戲化的現實工業生產
Igus公司代表用VR演示了爲石油平台安裝替換部件的過程，只花了五分鐘的時間。他說：“這個模擬程序旨在展示安裝過程，這樣就可以提前看到可能出現的問題。比如這個零件是否合適，工人是否可以順利到達預想位置完成安裝等等。”
目前，類似的模擬程序已經推出，但缺點是VR視覺效果仍然不太理想，未來仍有待改進。但我們講的重點是元宇宙技術在工業生產中的應用，畢竟你不是在玩VR遊戲，沒必要追求什么畫質或者圖像展現的精度。這類模擬現在已經可以做到與物理現實完全匹配，這對於勞動者來說已經足夠了。
英國工業軟件公司AVEVA與法國施耐德電氣合作推出了由工業數據和人工智能驅動的數字孿生應用平台，並獲得SOC2和ISO27001等安全認證。通過該平台支持在3D虛擬現實環境中進行多人合作、創新，甚至共享數據，幫助企業的員工、客戶更快、更准確的做出決策，構建個性化解決方案，優化並精簡運營。
AVEVA首席產品官Rob McGreevy說：“這是我們的第一步，因爲工業元宇宙平台建立在雲端，所以非常安全，同時支持多人寫作工作，可實時訪問工程數據、操作數據，讓數字孿生可以交互。
這種機器狗是用來創建工廠車間數字孿生映射用的，它背後有360度全景攝像頭，用來拍攝並記錄周圍的一切實景。通過機器狗的拍攝，在電腦上就可以看到來自真實工廠的虛擬副本——比如桌子、設備、高高的天花板等等。點擊不同的組件會觸發不同文本框，裏面有各種信息和選項，還可以與設備進行交互。
這種類似VR遊戲的技術被應用在了工業場景中，工人、工程師、還是專家都可以通過虛擬世界應用這些技術，隨時隨地遠程參與到工廠的生產建設當中。
Nvidia Omniverse
無獨有偶，NVIDIA（英偉達，著名顯卡制造商，現在被稱爲“人工智能計算公司”）和Microsoft Azure最近在人工智能驅動的工業元宇宙方面的合作也證明了這種環境可以發揮作用。
這兩家巨頭公司攜手創建了一個用於構建和操作3D工業元宇宙應用程序的平台，將加速企業團隊數字化運營、參與工業元宇宙以及爲人工智能和其他應用培訓高級模型的能力，使开發者和企業有可能大規模設計、構建、運營和優化工業元宇宙應用程序，如數字孿生。
在演示中，參與者對工業機器人的裝配线運作有着各自的看法。通過平台提供的虛擬會議環境，他們可以將機器人移動到新位置，或者再添加另一個機器人到生產线中。而每一位參會者都能看到這些改動對實際效果產生的影響，並可根據這些預測的結果發表意見或建議。
這樣的工業元宇宙允許在物理和數字世界中做出實時、可靠的決策。允許用戶創建沉浸式模擬環境，以優化流程並提高運營生產力。
微軟董事長兼首席執行官薩蒂亞·納德拉在4月的英偉達 GTC活動上談到：“我們與NVIDIA一起，致力於構建連接數字和物理世界的服務，以自動化模擬和預測每一個業務流程，縮短決策、行動和反饋之間的時間，爲全球客戶帶來最強大的人工智能超級計算機。”
遠程操作、避免錯誤、提前預演等諸如此類，每一項技術對工業生產來說都至關重要。在保證勞動者安全、提升工作效率避免無用功的同時，解決了設計、運營和優化資產生命周期方面問題的同時，爲工業品牌开闢出了新的價值和機會，節省了大量的時間和金錢成本。同時，因爲一切都在虛擬環境中進行，還有助於環保。
更多實際的應用
美國國家航空航天局使用數字孿生對空間飛行器進行仿真分析、檢測和預測，輔助地面管控人員進行決策；
西門子公司主要使用數字孿生進行產品數據的全生命周期管理。利用數字孿生對產品設計、產品功能、產品性能、加工工藝、維修維護等進行仿真分析；
北京航空航天大學基於數字孿生提出了數字孿生車間的概念，將數字孿生應用於車間的建設和管控。
圖源：CSDN
除數字孿生外，許多汽車廠商也都早已开始利用元宇宙技術。奧迪年初發布的概念車，就已附帶了AR（增強現實）操作系統。
還有像保時捷、奔馳使用VR/AR技術改進售後和維修等服務；布加迪與福特的工程師利用在虛擬環境直接進行車輛設計和制造等。更多詳細可以看這篇文章（《車身秒變色、3D全息檢修、VR造車 XR技術已成爲車企新寵》）
“工業元宇宙”不是元宇宙，
只不過沒想好名字
我們大多數人對元宇宙的第一印象應該都停留在馬克·扎克伯格說的那種在虛擬世界生活的場景，類似超大型多人在线的VR遊戲，或者電影《黑客帝國》的模擬世界。
關於扎克伯格的觀點，已有學者駁斥，詳見：《扎克伯格錯了！學者指出：虛擬現實有害健康，不該被用於日常生活》這篇文章。
元宇宙應該是現實與虛擬的結合，而不是讓人們進入到虛擬世界生活。如果科技技術脫離現實，就成了虛無的噱頭。只有落地到實處，才真正有意義。
對於工業元宇宙概念與扎克伯格被認爲已經失敗的元宇宙是否存在必然聯系，一位不愿意透露姓名的工業行業的從業者說：“扎克伯格只是在利用和炒作元宇宙概念，不但毫無益處，甚至還會造成負面影響，讓人產生莫名的厭惡。”
用Bitkom集團客戶經理Klöß 的話來講：“工業元宇宙只是一種臨時的叫法，因爲時代的發展使這些先進技術被整合在一起了。也許十年後，我們會給它起一個完全不同的名字。就像互聯網一开始被稱爲‘信息高速公路’一樣，現在誰還這么叫？”
資料來源：
AVEVA展示工業元宇宙計劃
工業元宇宙站穩腳跟
漢諾威博覽會：工業企業與元宇宙
元宇宙將如何改變工業產品生命周期和價值鏈
文/薇仙之爪
（本文圖片均來源於網絡）
原文標題 : 庫克說的空間計算是什么？微軟、英偉達早已發力——這將是人類未來工藝的巔峰！
標題：庫克說的空間計算是什么？微軟、英偉達早已發力——這將是人類未來工藝的巔峰！
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