型塑智慧城市未來的革命性科技:數位分身



「數位分身」的概念聽起來像是科幻電影中的某種東西,但實際上,它正在成為發展智慧城市的一種轉型工具。究竟什麼是數位分身,它又如何塑造城市規劃的未來?

數位分身(Digital Twin)是什麼?

數位分身(Digital Twin)是指將現實世界中的物理實體在數位平台上建立出的虛擬「雙胞胎」。透過這種方式,我們可以觀察實體的運作情況,並且模擬出實體可能發生的變化。這些虛擬化工具統稱為「數位線程」,有助於確保數位分身的準確性。在工業4.0和物聯網(IoT)科技蓬勃發展的時代,數位分身是一項出色的數位技術,它可以用來監督和管理設備,模擬不同行為對結果的影響,並協助管理者做出有效決策。數位分身也有許多不同的類型,針對不同程度的產品做出相應的擴展,並滿足各種特定應用。

數位分身的應用
數位分身已經在不同的領域開始廣泛應用:

  1. 能源生產: 在大型發動機和發電渦輪機的維護方面,數位分身扮演著重要角色。它有助於優化維護計劃,確保這些設備實現最佳性能。此外,無論是大型建築物還是海上平台,數位分身都在設計和操作暖通空調等系統時發揮關鍵作用。

  2. 製造業: 數位分身貢獻於整個產品生命週期,確保操作更簡便,並提升生產效率。

  3. 醫療保健領域: 數位分身應用廣泛,用於患者特徵描述、追蹤重要健康指標和生成重要資訊。

  4. 智慧城市規劃: 數位分身為土木工程師提供了強大的工具,使其能夠可視化和模擬城市環境。這有助於制定明智的城市發展策略和決策。

智慧城市之重要性

智慧城市的發展至關重要,預計到2050年將有25億的人口居住在城市中。對於台灣的智慧城市發展,數位分身已被應用於多項案例,有效提升城市的效率、安全和可持續性,而這些實際案例展示了數位分身在台灣智慧城市建設中的多樣應用,促進了城市基礎設施的智慧化,提升了城市管理和生活品質。

    1. 交通管理與流量控制: 台灣許多城市採用數位分身技術來監控交通流量。透過建立虛擬模型,城市管理者可以即時追蹤道路使用情況,了解車流量、交通狀況和道路壅塞程度。這有助於改善交通流動,減少擁擠和塞車問題。

      圖1:高雄透過智慧運輸系統有效控制交通情況並AI最佳化和大數據分析,為智慧交通管理提供加值服務,提升交通安全及智慧旅運管理服務品質。
      資料來源:高雄市資訊中心提供

    2. 智慧能源管理: 台灣一些城市將數位分身應用於能源系統,包括電力和水資源管理。這些分身模型能夠模擬不同使用情境下的能源消耗模式,幫助城市規劃者優化能源分配、預測需求變化並提高能源使用效率。

      圖2:高雄港務分公司從2016年起,導入智慧能源管理系統進行能源管理節能措施,盤點港區用電種類與現況,協助港區控制用電負載,調節尖離峰用電負載。
      資料來源:高雄市資訊中心提供

    3. 智慧健康照護: 在醫療和健康照護領域,數位分身被運用於建立患者的虛擬模型。這有助於醫護人員跟蹤患者的健康數據,預測病情變化並制定更有效的治療方案。


      圖3:雄健康3.0共照雲逐漸轉型為數位化、智能化治理,運用科技及數據治理模式,發展AI健康管家、心靈會客室、智慧健康城等各項智慧醫療創新應用,並透過LINE聊天機器人衛教諮詢,幫助更多市民輕鬆管理自己的健康,減輕醫療體系的負擔。
      資料來源:高雄市資訊中心提供

結論:實施數位分身的挑戰

儘管數位分身帶來諸多好處,但也存在著一些挑戰。例如,數據品質和充分性對於準確模擬和洞察是必要的,而數據共享必須在開放性與保護敏感資訊之間取得平衡,不一致的數據標準可能會限制互通性。為確保成功實施數位分身,妥善培訓具備技能的數據分析人才,並確保責任、安全和隱私變得日益重要。

 

封面圖片來源: https://unsplash.com/ 

參考資料來源: 

1.https://www.ibm.com/topics/what-is-a-digital-twin

2.https://www.mckinsey.com/featured-insights/mckinsey-explainers/what-is-digital-twin-technology#

3.https://www.pwc.com/m1/en/publications/documents/how-digital-twins-can-make-smart-cities-better.pdf

4.https://aws.amazon.com/what-is/digital-twin/

 

 

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