从工业互联网到工业元宇宙还有多少技术瓶颈？

21世纪经济报道记者罗怡琦汕头报道。

在工业产业数字化转型的过程中，工业元宇宙的概念近年来被各地积极提及和推广。作为一个长期的技术发展愿景，工业超宇宙意味着什么？为什么在元宇宙冰冷的背景下，工业元宇宙更受推崇？离现在的工业元宇宙还有多远？

在2023中国数字经济创新发展大会期间，虚拟现实/增强现实技术及应用国家工程实验室(北航)副主任周中对21世纪经济报道记者表示，超宇宙去年很热，但今年在市场上很冷，本质上是因为它落地时还有一些问题需要克服，但实际上技术在这种趋势的推动下，也取得了显著的进步。

“这一波超宇宙热在全球。值得反思。第一，超宇宙本身带来了新的发展理念和潜在的巨大价值，它顺应了数字经济的趋势，所以能引起公众的关注，但目前技术和资源是否足够？目前还不够，不能指望快速大规模推广应用。第二，元宇宙是一个宏大而全面的商业概念和理念，不是单一的技术能力可以支撑的。它的建设需要很多技术的完善、服务和集成。”他指出这一点。

当然，在工业发展更加智能化的时代，需要提升工业元宇宙概念下的个体能力。但是，目前技术工具和工业互联网平台的类型非常多。要真正引导市场拥抱技术升级，需要多方参与能力的协同，形成生态，也要打造智能化的转型模式。

走向工业超宇宙

在周中看来，在过去两年中，超宇宙涉及的许多技术领域都有了很大的改进。在超宇宙的商业理念下，未来的互联网将发展成为一个虚实融合的网络空间，以泛联网基础设施为基础，加上一些特殊的引擎和工具链，构建在应用层。

“工业超宇宙的愿景是，虽然目前实体工厂的生产线、车间、验证等建设非常复杂，但在虚拟世界中，各种机器、部件、人的数字双胞胎建立后，所有的人和物将在同一个虚实映射场景中协同工作，人工智能将完成大部分可以通过机器学习训练的工作。人们会通过XR终端、脑机接口、大屏幕等显示媒体参与沉浸，机器人和物联网设备会对其产生不利影响。他继续说道。

当然，从目前的工业互联网阶段到工业元宇宙的进化，还需要一个发展过程。

工业云制造(四川)创新中心工业云制造研究所所长张兴志告诉21世纪经济报道记者，工业互联网向工业元宇宙的发展将包括四个阶段，其中大部分处于第一阶段。

第一阶段是虚实映射，对物理世界中的设备进行空间建模、映射和渲染，从而实现物理和虚拟世界的一一对应；第二阶段是虚实共生，在物理世界采集的所有数据立即反馈到虚拟世界，并通过AR/VR等媒介辅助决策；第三阶段是以实控虚，物理世界中的操控可以用相同的物理运动仿真模型呈现在虚拟世界中；第四阶段是工业元宇宙的终极形态。所有制造资源虚拟化后，通过虚拟世界中的操作，对物理世界进行反向控制。

张兴志表示，“目前的工业互联网阶段是将某个行业或区域的所有制造信息进行聚集和升级，具备了实现工业云制造的雏形。之后会通过底层制造资源进行云化、打包、调度，实现产能层面的调度。”他指出，最终希望构建一个全社会资源协同、各种要素聚集的模型，让所有的生产制造模型都能够模拟、仿真完整。

打通核心技术引擎

在智能集成的未来，技术瓶颈是需要关注的方向之一。

要实现工业超宇宙的愿景，周中说有四个重要的技术引擎:VR/AR/XR和脑机接口、数字孪生、人工智能和区块链。

“现在的数字双胞胎往往被认为是三维可视化，其实不然。”周中进一步分析说，物联网的想法在很久以前就存在了。数字孪生并不注重数据采集和接口，但它第一次能够真实有效地组织大量复杂的时空数据，并通过孪生模型对其进行设计、操作和推导，使人们能够控制整个操作逻辑。数字孪生起源于机械设计制造领域，但现在人们发现其用途可以覆盖各行各业，具有普遍性。

张兴志也认为还有一些问题需要克服:虚拟化，包括实时建模、渲染技术，以及国内独立的渲染引擎；在传输方面，包括5G、工控网等技术要支持即时信息传输；在分析方面，如何从点云生成SLAM(实时定位和地图构建)，计算空间距离，实时反向传输控制等。都需要关注。

“这些技术非常难。当然，随着精度的提高，最终目标是未来实现千里之外的远程外科手术，而不仅仅是为了诊疗。”他继续说，这些技术实现后，面对高风险和未知的场景，远程操控可以帮助解决很多问题。

今年生成式人工智能的火热技术和应用也将有助于促进工业元宇宙的发展。

“当然，我个人认为AI大模型在工业层面的应用也面临着挑战。”根据张兴志的分析，训练模型需要大量的语料，但是AI大模型下一步除了计算能力之外，还会面临现有的语料可能不够训练的情况。于是另一项技术研究诞生了，那就是生成人类没有写过，但可能存在的语料库，反向使用这些语料库进行训练。

“但我始终认为，如果某个问题的正确性出现了一定的偏差，这种方法就会导致偏差越来越高，严谨性低下。在工业领域，往往一点点偏差就可能造成灾难性的破坏。”他指出，“目前，ChatGPT等工具在主观上非常容易使用，但应用于工业时可能需要大量时间去证伪。因此，赋能工业元宇宙的全AIGC技术仍在探索中，但在AI推动工业知识图谱方面，可以考虑探索新的技术和技术能力。”

能力协调的紧迫性

一方面，提高单项技术能力是一回事。但工业超宇宙作为一个整合各种技术的愿景，需要加强整合各种技术能力的平台生态建设，也需要打造一些智能化的改造案例，才能真正推动综合能力的升级。

苏州迅希电子科技有限公司创始人、董事长袁燮在接受21世纪经济报道记者采访时表示，公司提供基于位置信息的应用解决方案，其中最大的应用场景是工业安全，医院环境有很多应用。

基于位置的物联网的感知不同于温度、压力等仅一维度的感知，后者仅通过单个传感器即可实现其功能。室内定位需要综合传感器，室外需要连接国家建立的北斗系统完成感知层的构建，还需要匹配场景相关的算法，共同将位置感知能力落地。

因此，在物联网场景下构建生态越来越重要，角色很多。袁谢对记者分析。目前在物联网生态建设方面，比较有影响力的是小米发布了一套标准，并针对不同的生态角色吸引了准入标准。所以家庭物联网环境有比较全面的生态建设。

但在其他场景下，并没有小米这样有号召力和生态储备的企业，所以医院场景下确实有很多碎片化的物联网应用。比如生命体征、环境意识等。，会有大量基于不同生态的产品接入医院场景。

“对我们来说，是反过来，构建一个全频多模的物联网接入系统，可以接入多种不同生态的终端产品，同时提供我们擅长的位置物联网服务，这种服务原本是孤立的、碎片化的。物联网终端为医院等机构提供综合应用平台，为其运营带来便利。”袁燮说。

(作者:罗一琪编辑:罗一凡)

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