数字孪生技术：现实虚拟化减少失败风险

任谁都害怕失败。在庞大的投资面前，企业更是如此。在超链接的5G时代，有可能会大幅降低失败的概率，这得益于数字孪生技术。芬兰的风力发电公司北极风（Arctic Wind）一直以来受到定期检查成本太高和稳定性较差等问题的困扰。但是，现在通过数字孪生技术判断风险因素，进行实时监管就可以消除上述困扰。通过利用这种积累的数据预测问题，可以提前预防事故的发生。如此一来，不太可能再发生亡羊补牢的事情。

数字孪生一词由美国通用电气公司（General Electric，GE）首次提出使用。孪生，就像双胞胎一样，在虚拟空间完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。在虚拟空间完成一模一样的模型之后进行分析，这样可以在现实中提前知道结果和可能会出现的误差。该技术可以应用于各方面。可以通过采集航空航天飞行器相关数据，事先提前预测维修事项。通过利用该技术，无论是提高效率和稳定性还是节约成本，企业的需求均可以得到满足。

韩国同样将数字孪生看作是未来最重要的技术之一。2018年12月，韩国国土交通部公布了智慧城市示范基地运营规划。韩国政府计划在该项目中总共投入265亿韩元，其中有50亿韩元被分配至数字孪生上，这相当于总投资的20%。之所以对数字孪生投入这么大的经费，其实都是有据可循的。在虚拟空间，我们可以不受物理条件限制或不惧失败风险地尝试多个项目。和大城市项目失败的风险相比，数字孪生的机会成本很小。

过去，人们也尝试过提前预测危机，例如使用过接近实物的实体模型（mock up）或CAD制图等模拟技术。值得注意的是，数字孪生不局限于制作模型，而是通过数字模拟，采用在现实中有可能会发生的变量。美国航空航天局（NASA）在宇宙胶囊的实物模型中应用了该技术。简言之，通过数字模拟提前预测所有变量与有可能会发生的突发状况，并制定相关应对的准则。

数字孪生需要可以采集多个变量的传感器。诸多数据通过该传感器，不间断地实时流动。这就和人在适应新环境时，全身都比较敏感地做出反应是一样的道理。身体如果生病，就会向大脑传达不舒服的信息，而人类的身体可以根据大脑发出的信息自动寻找需要补充的能量。物联网传感器也这样，实时更新变量与数据。

通过采集大数据进行预测，同样也适用于人类的身体。通过数字孪生技术，制造虚拟的物理空间。如果在医院的诊疗系统采用这种方式，可以有效应对由于身体老化与疾病等未来有可能会发生的变量。现在人们在体检时，医院通过血液检查、超声波检查、CT、MRI等渠道采集人们各种各样的身体信息。在此基础上利用人工智能，可以采集生活习惯和健康相关数据、遗传基因DNA等全面的生物大数据。在这些数据的基础上，可以和电影《阿凡达》一样，制作并观察自己的虚拟双胞胎，通过实时监控采集的生物数据，提前预防疾病，或了解哪里不舒服、有多不舒服等，这听起来简直是一件不可思议的事情。

2013年1月，美国暴发流感夺走了100多人的性命。此事一发生，当地卫生保健部门立刻发布了流感预警。有意思的是，谷歌比卫生保健当局提前两个星期公布了流感的危险性。这得益于谷歌的一款叫做“流感趋势”（Flu Trends）的流感预测系统。当时，谷歌指定了流感相关检索语，采集数据并具体分析了搜索人数和地区等。通过这种方式得到的大数据，谷歌向人们提供了流感患者预计人数与聚集地区、危险系数等信息。虽然，在那之后由于一些错误没有再使用该系统，但是，比卫生保健当局提前两个星期提前预测风险的生物大数据，已经向人类充分展现了其无限可能性与积极的影响力。

人类具有的生物大数据，其实规模非常庞大。从一个人身上可以得到的生物大数据大约有1100TB（太字节，terabyte）。这样的规模相当于3亿本书或60万部电影。换句话说，我们每个人身上都有数都数不清的资源。(www.xing528.com)

企业不可能对这些资源视而不见。在生物大数据领域，最负盛名的是IBM推出的全球首个智能决策系统“沃森肿瘤解决方案”（Watson for Oncology）。韩国嘉泉大学吉医院和建阳大学医院等引进了该系统。此外，IBM在遗传基因方面也推出了“IBM基因解决方案”（Watson for Genomics）。

目前，全球生物大数据产业由美国的主要ICT企业引领。不仅是IBM，谷歌也在数据的加持下大步踏进了医疗市场。谷歌通过智能终端的数据采集App——谷歌健身（Google Fit），顺利进军生物大数据平台领域。谷歌甚至希望通过生物大数据，实现人类的长生不老愿望，曾表示将人类的寿命延长到500岁。事实上，谷歌也正在进行分析遗传基因数据、制造用于疾病治疗的纳米机器人等广泛多样的“寿命延长计划”项目。目前，投资额超过了1万亿韩元，可以说，谷歌把未来的重中之重聚焦在生物大数据上。

其实，通过生物大数据，追求长生不老的企业并非只有谷歌一家。贝宝（PayPal）的彼得·蒂尔（Peter Thiel）、脸书（Facebook）的马克·扎克伯格（Mark Elliot Zuckerberg）等硅谷巨头都在跃跃欲试。他们的目标就是防止人类老化和延长寿命。更有甚者，俄罗斯的传媒业大亨德米特里·伊茨科夫表示，要把人脑思维移植到机器人体内，从而实现“长生不老”。

苹果公司也是通过不断壮大旗下健身平台，积极应用疾病、预防与疫苗、诊断与检查结果、药物等数据。同时，谷歌也在积极分析糖尿病、风湿性关节炎、狼疮病患者的样本数据。亚马逊通过收购在线药房PillPack（一家在线药房，为用户提供私人定制式的用药服务），开始直接销售药品。之所以能够针对不同人群提供精准服务，得益于生物大数据。

大多数生物领域可以应用基于5G的数字技术。通过大数据的产生与共享、开放，可以为每个人提供具有针对性的精准数据。随着这种生物信息技术越来越多元化、复杂化，医疗领域正在发生翻天覆地的变化。加拿大安大略理工大学医院在新生儿身体上贴传感器，实时观察和分析生物数据。刚出生的新生儿无法说出自己的身体哪里不舒服，这时候可以通过传感器采集的身体信号等数据实时传给医生，以便预知是否有危险情况发生。

超链接时代一旦到来，致力于生命工程和健康保健、IT融合的生物企业将发展迅猛。在当前日新月异的环境下，美国、日本等国家争先恐后地忙于完善相关制度与政策。韩国的生物大数据也受到各个经济领域的广泛关注，韩国政府已经把生物医药与大健康产业指定为下一代支柱产业。韩国政府在2019年5月发布了《生物医药与大健康产业创新战略》，具体目标包括：到2030年，韩国在世界制药和医疗器械领域的占比实现6%，出口实现500亿美元，提供30万个相关就业等内容。作为未来经济增长的新动能，韩国政府计划建立可容纳100万人规模的大数据平台，并提出到2025年将在研发经费上投入4万亿韩元。

医疗相关信息与个人隐私有着密切关系，对此社会上难免会有一些争议。但是，谁都无法否认超链接、第四次工业革命等新结构不断涌现的趋势。这意味着，一个国家的未来应该充分考虑并重视相关领域与行业发展。