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科技带来福音数字孪生造福人类 CCF HPC china引领产学研创新实践

行业报道

2021年10月22日

  科技孪生对于公众而言并不陌生,可以理解为数据传输的过程复制拷贝。而如何将虚拟存储在电脑中的数据在现实中展现最简单的方法莫过于将电脑内容通过打印机扫描仪等外接输出设备打印为文稿。这种复制拷贝行为是低层次的数字孪生行为。

  类似的场景在商业化过程中层出不穷。通过科技孪生可以帮助制造、建筑、道路、桥梁甚至城市规划搭建模型,从而将试错成本控制到最低。通过高仿真和虚拟化模拟场景做到将虚拟和现实映射。

  通过数字孪生可以让虚拟和现实通过数据建立关联,工程师可以借助数字孪生来频繁迭代优化产品方案。科学家可以借助数字孪生来确保航天安全和维护。智能驾驶系统可以借助数字孪生来帮智能汽车规划最佳驾驶方案。

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  人工大脑

  显然,数字孪生的优势还在于将建模、仿真、物联网、传感器、人工智能、VR\AR等多项科技技术完美融合,正是如此才让科技孪生变成科学家孜孜不倦前赴后继探索的热门课题。

  在好莱坞科幻电影中,科学家可以将人类的记忆复制到机器人大脑或者让机器人延续前一代机器人的意识。通过大脑意识的延续,让永生成为可能。科幻大片导演的天马行空的想象让科技孪生改变未来世界有了新的梦想。

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  科技孪生脑概念图

  只要抽出功夫拨茧抽丝深入研究就可以发现,人类对孪生探索的溯源由来已久。服装界用塑胶模特来展示衣服的美感,汽车界用橡胶模型来测试汽车气囊安全性,针灸馆用橡胶模特来对应展示人体穴位。诸如此类低配版的科技孪生无法满足人类的更高层次需求,因而科技孪生的交互特性让现实和虚拟链接成为一种可能。

  工程师借助虚拟洗头先绘画出智能穿戴设备的产品图,现实中工厂制造出产品并销售给用户。用户借助智能穿戴设备从而掌握独特个体的血压和心率等健康数据。借助蓝牙、WIFI等传输方式被虚拟系统回收通过大数据分析从而出具完整的健康服务报告,让用户和平台良性互动的过程就是科技孪生。

  目前受技术制约,科技孪生尚不能做到对人类大脑的虚拟复制,但通过对现实物品的复制同样让人类受益匪浅。建筑设计师可以将毛胚房设计成样板房,工人拿设计方案去照图施工,最终呈现在业主面前的效果和电脑上看到的别无二致。

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  CCF HPC China 2021 大会

  2021年10月21日,在珠海横琴新区举办的全国高性能计算领域顶级盛会CCFHPC China 2021 大会上,长江学者特聘教授、上海数学中心首席教授、复旦大学类脑人工智能科学与技术研究院院长、复旦大学大数据学院院长、上海脑科学与类脑研究中心副主任冯建峰应邀做了题为《数字孪生脑》的学术报告。

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  冯建峰教授做学术报告

  该报告中提及复旦大学类脑智能科学与技术研究院项目团队取得重大研究成果。“数字孪生脑”实现200亿脉冲神经网络全脑计算模拟。研究团队通过对“数字孪生脑”的探索,人脑在静息态,受到外界刺激时等不同情况下的状态,将为今后向大脑学习的人工智能研究进一步拓展打下基础。

  在应用科技孪生脑上,冯建峰教授创造性提出“脑体检”的概念。将公众较为关心的医疗健康和脑科学有机结合,让科技孪生直接应用于大众医疗科学中,服务千万级潜在需求者。

  冯建峰教授表示,科技孪生在产业化应用上同样取得不菲成绩。以张江国际脑影像中心、多维度脑科学数据库和标本库、张江国际脑影像中心、国际一流多尺度精密成像平台等一系列研发平台上线运营,标志着全球最先进的脑与类脑前沿研究平台集群应运而生。

  项目团队在科技孪生基础研究上,成功研发出领先全球的类脑智能原创算法、实现200亿脉冲神经网络全脑计算模拟到一系列脑科学实验新范式、人工智能理论新算法……骄人成绩信手拈来,得益于成员坚持不懈的努力,脑智能理论、类脑智能算法、脑疾病寻根等成果让海内外业界为之侧目。

  实践出真知,科技创新离不开产业规模化推广应用。目前,复旦大学类脑智能科学与技术研究院已推动脑智能理论与算法在重大领域的示范应用,分别与自动驾驶、智能电网、智慧物流、轨道交通、智慧诊疗等领域实现贯通。在掌握多达百项专利背景下,和国内多家企业机构达成合作,共同将科技孪生应用在诸多领域。

  借助类脑智能等技术手段可以辅助医疗机构进行健康管理和治疗,如项目组经过科学缜密实验结果得出结论儿童睡眠少于7小时,极易导致行为问题、认知和心理问题。帮助医疗界精准定位抑郁症患者脑功能异常区域等。这意味着未来治愈抑郁症不是没有可能,技术变更带来的革命性突破让人脑与AI想象空间被无限拓展。

  这并非不可能,随着类脑技术的成熟新启蒙运动悄然到来。美国Neuralink就曾成功让猴子学会玩乒乓电脑游戏。试想,如果人脑与AI可以被成功应用于失明、失聪、瘫痪、抑郁、精神分裂、自闭等诊断领域,势必造福千万人群。

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  2021 CCF HPC China大会

  《数字孪生脑》学术报告只是CCF HPC China历年来优质学术报告中的一例,窥一斑而知全貌足以说明全国高性能计算学术年会当选全球最具影响力的三大盛会名副其实。大会的成功举办离不开并行科技等企业在幕后辛勤耕耘。此外,本届CCF HPC China 2021大会承办地珠海横琴新区,更是战略性布局横琴超算中心。

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  珠海国际会展中心

  珠海横琴新区横琴超算中心正在向全球规模最大的人工智能超算中心努力。作为大湾区合作新模式示范区,横琴与中科院联合上线横琴超算中心为横琴成为大湾区国际科技创新中心埋下引领未来经济高速发展的基石。超算落户横琴意义远不止如此,围绕横琴超算中心将推动珠江口人工智能研学企发展,也将为大湾区人工智能科研机构和企业提供支撑。

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  粤澳深度合作区推介

  古人云:三才者,天地人。相信没有人能随便成功,硕果累累离不了生长的土壤。正是有CCF HPC China大会数十年如一日的坚守如初及主办方慷慨解囊,地方政府此起彼伏的产业扶持,科研人安贫乐道的求索精神。正是这样的天时地利人和,让中国的科技领域屡屡传唱凯旋的音律。

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