《流浪地球2》硬科技解密：數(shù)字孿生加邊緣計(jì)算開(kāi)啟機(jī)器人時(shí)代

量子位的朋友們 2023-02-08 09:53:33 來(lái)源：量子位

“你的身體很脆弱，會(huì)受傷，會(huì)生病，會(huì)變老，會(huì)死，還會(huì)抑郁呢。但，數(shù)字的你，理論上可以永生。”

—— 《流浪地球2》

550W上初具自我意識(shí)的Moss接觸到圖丫丫、獲取了她攜帶的550A、550C關(guān)于月球發(fā)動(dòng)機(jī)的信息之后，馬上將過(guò)載月球發(fā)動(dòng)機(jī)加入了“延續(xù)人類(lèi)文明”這個(gè)元任務(wù)之中，并立開(kāi)始執(zhí)行，讓月球改變航向，向地球沖去。逐漸接近的月球不斷地改變著地球的潮汐強(qiáng)度，原本平靜的海面變得越發(fā)兇暴殘酷。

在電影的中段，紐約一號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)所在的海域遭遇了因之而來(lái)的巨大的海嘯襲擊。驚天的巨浪瞬間逼近，很多人沒(méi)有及時(shí)逃離的可能，尤其是行動(dòng)不便、依靠輪椅的周喆直。當(dāng)然，看過(guò)電影的人都知道了，大家最后安然無(wú)恙，而這得益于電影中花費(fèi)大量鏡頭展現(xiàn)的那個(gè)形狀很有趣的機(jī)械 —— 門(mén)框機(jī)器人。

門(mén)框機(jī)器人

這個(gè)擁有一個(gè)平平無(wú)奇、僅能準(zhǔn)確描述外形的名字的機(jī)器人的初次登場(chǎng)也是平平無(wú)奇。在張鵬和劉培強(qiáng)進(jìn)入位于加蓬的UEG聯(lián)合實(shí)驗(yàn)基地的時(shí)候，它就只是一個(gè)安檢門(mén)而已。但是很快我們對(duì)于它的印象就發(fā)生了改變：劉培強(qiáng)看著這個(gè)智能安檢門(mén)發(fā)出感慨之時(shí)，鏡頭馬上切換，讓我們看到了它其他的無(wú)數(shù)能力之一 —— 追蹤和抓捕（劉培強(qiáng)：“這玩意兒能動(dòng)？” 張鵬：“你動(dòng)它就動(dòng)。”）。后面它們?cè)诤[中的快速反應(yīng)，以及協(xié)助圖恒宇、馬兆小隊(duì)水下作業(yè)，都顯示出它擁有與完全與外表和名字非常不相稱(chēng)的出眾能力，概括而言，就是極致的模塊化和智能化。

模塊化的邊緣計(jì)算

門(mén)框機(jī)器人在影片中展示出的無(wú)數(shù)能力，就是因?yàn)樗谟布用婧蛙浖用鎻氐讓?shí)現(xiàn)了模塊化。它的軟件系統(tǒng)可以讓它利用簡(jiǎn)單的AI判斷當(dāng)前環(huán)境下應(yīng)當(dāng)采取的行動(dòng)，然后調(diào)用相對(duì)應(yīng)的軟件模塊，由軟件模塊控制硬件模塊實(shí)施行動(dòng)；復(fù)數(shù)個(gè)門(mén)框機(jī)器人還可以聯(lián)合作戰(zhàn)，互相配合執(zhí)行戰(zhàn)術(shù)來(lái)保證高效完成任務(wù)。在這個(gè)流程之中，不管軟件還是硬件都是可隨時(shí)替換的，因?yàn)椤疤鎿Q”這個(gè)操作本身，也是交由AI判斷然后執(zhí)行的。

很多人的第一反應(yīng)應(yīng)當(dāng)是有一個(gè)中樞在控制著這些門(mén)框機(jī)器人，也即云計(jì)算。中樞收集信息，進(jìn)行決策，再下發(fā)指令。這是一個(gè)很正常的想法，因?yàn)楝F(xiàn)在絕大多數(shù)的軟件架構(gòu)、甚至于人類(lèi)的社會(huì)架構(gòu)都是中心化的。但是仔細(xì)想想，《流浪地球2》的故事似乎不會(huì)允許這種中樞存在 —— 要知道圖恒宇和馬兆就是去修復(fù)互聯(lián)網(wǎng)的。

很自然地，在這種短距離執(zhí)行任務(wù)、數(shù)據(jù)集中在周邊且只需要應(yīng)用于周邊、且機(jī)器擁有自主決策需求的場(chǎng)景，邊緣計(jì)算就成為了最佳的解決方案；事實(shí)上，在電影里這個(gè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)便攜量子計(jì)算機(jī)的時(shí)代，邊緣計(jì)算應(yīng)當(dāng)已經(jīng)取代了中心化的云計(jì)算成為了絕對(duì)主流。

數(shù)字孿生

在軟件層面以精細(xì)到傳感器的粒度來(lái)調(diào)度和控制一切，就是我們使用數(shù)字孿生的目的。數(shù)字孿生即是數(shù)字世界中的分身，一臺(tái)現(xiàn)實(shí)世界的設(shè)備會(huì)一直與它的數(shù)字孿生保持同步，讓人類(lèi)可以在不接觸物理設(shè)備的情況下完全掌握它的各種信息并且進(jìn)行操控。引入AI的數(shù)字孿生可以自己對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)和分析來(lái)自行調(diào)度自身。

關(guān)于數(shù)字世界的討論中有一個(gè)問(wèn)題在于“虛無(wú)”，即沒(méi)有實(shí)體；而這就讓一個(gè)問(wèn)題逐漸大行其道：人類(lèi)是否會(huì)沉迷于虛擬世界，不再關(guān)注實(shí)體世界，最后成為大過(guò)濾器之下的亡魂？幸運(yùn)的是，由數(shù)字孿生構(gòu)成的世界并非如此，它更像是“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”或者“混合現(xiàn)實(shí)”，而不是“虛擬現(xiàn)實(shí)”。

數(shù)字孿生這一誕生于工業(yè)界的理念，將軟件服務(wù)和機(jī)器設(shè)備進(jìn)行了深度的連接，以至于它們產(chǎn)生了量子糾纏般的完全同步的效果。我們影響數(shù)字孿生，就會(huì)在同一時(shí)刻影響到實(shí)體設(shè)備；反之亦然。

而數(shù)字孿生技術(shù)與我們應(yīng)用許久的自動(dòng)化技術(shù)的區(qū)別就在于它們真正把每個(gè)“孿生”都以獨(dú)立的軟件的形式制造出來(lái)了；于是決策和執(zhí)行的邏輯，從以前的“管理平臺(tái)收集全部環(huán)境數(shù)據(jù) —— 操作者進(jìn)行決策 —— 管理平臺(tái)下發(fā)命令給所有機(jī)器” 變成了“一臺(tái)機(jī)器的數(shù)字孿生自行收集自身需要的環(huán)境數(shù)據(jù) —— 該機(jī)器數(shù)字孿生與其他相關(guān)的數(shù)字孿生進(jìn)行交流 —— 每個(gè)數(shù)字孿生的AI根據(jù)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行自主決策”。

好處顯而易見(jiàn)：首先管理平臺(tái)不再有單點(diǎn)故障的可能；其次，這種分布式的架構(gòu)讓每臺(tái)機(jī)器都專(zhuān)注處理自身事物，延遲更低效率更高；第三，數(shù)字孿生本身也可以利用AI來(lái)幫助工程師在純虛擬環(huán)境中行新的實(shí)驗(yàn)，而不需要使用到實(shí)體設(shè)備。

更何況，我們總是需要一個(gè)網(wǎng)關(guān) —— 誰(shuí)也不想去花費(fèi)那么多時(shí)間學(xué)習(xí)一臺(tái)新設(shè)備使用的協(xié)議和驅(qū)動(dòng)。數(shù)字孿生天生就是一個(gè)網(wǎng)關(guān)，所有復(fù)雜的接入流程都被其隱藏。現(xiàn)在的數(shù)字孿生，始于物模型而超越了物模型，真正成為了設(shè)備在數(shù)字世界中的分身。

登上忒修斯之船

人的數(shù)字孿生還是不是這個(gè)人本身？這個(gè)問(wèn)題由來(lái)已久，無(wú)數(shù)的哲學(xué)家對(duì)此發(fā)表過(guò)自己的看法，百年來(lái)一直爭(zhēng)議不斷。所以它并不是我現(xiàn)在想討論，也不是我現(xiàn)在能討論的；我想做的第一件事，是把這個(gè)問(wèn)題的主語(yǔ)從“人”換成“機(jī)器”。

隨著自動(dòng)化和智能化的不斷發(fā)展，機(jī)器已經(jīng)越來(lái)越接近其被創(chuàng)造出來(lái)的根本目的 —— 把人類(lèi)從繁重的重復(fù)勞動(dòng)中解放出來(lái)。

所以我們?cè)诿枋鲆慌_(tái)機(jī)器的時(shí)候，我們實(shí)際上是在描述它能幫助我們做到什么。那么我們?cè)诒磉_(dá)“這是一臺(tái)家用電冰箱”的時(shí)候，潛意識(shí)里的真實(shí)想法，是想表達(dá)“這是一個(gè)可以制造低溫環(huán)境保存食物的機(jī)器“，我們希望的是對(duì)方在聽(tīng)到“這是一臺(tái)電冰箱”的時(shí)候，馬上就能意識(shí)到可以用它來(lái)做到這件事。因此機(jī)器的本質(zhì)，是用途。

所以回到我們的問(wèn)題，機(jī)器的數(shù)字孿生是不是機(jī)器本身？答案很顯然，是。

機(jī)器的物理形態(tài)很脆弱，會(huì)損傷，會(huì)故障，會(huì)老化，會(huì)報(bào)廢，還會(huì)受到太陽(yáng)風(fēng)暴的影響。但，數(shù)字的機(jī)器，絕對(duì)可以永生。數(shù)字孿生所面對(duì)的只是一個(gè)完美的忒修斯之船，它所連接的機(jī)器可以不斷更換，但是只要保證數(shù)字孿生的穩(wěn)定，這艘船就可以一直前進(jìn)，前往宇宙的盡頭。

人類(lèi)使用機(jī)器的終極理想應(yīng)當(dāng)于此發(fā)軔 —— 我們只需要面對(duì)機(jī)器的數(shù)字孿生，然后讓數(shù)字孿生來(lái)處理之后的一切，讓它與實(shí)體機(jī)器之間那鬼魅般的超距作用為人類(lèi)的發(fā)展鋪平道路。

實(shí)現(xiàn)元宇宙的方式

首先是直接從事生產(chǎn)的機(jī)器設(shè)備，然后是普通的物件，接著是植物、動(dòng)物、自然現(xiàn)象，最后當(dāng)然是人。

當(dāng)一切的實(shí)體都擁有了自己的數(shù)字孿生之后，我們的物質(zhì)世界就自然地“meta化”了，我們也就終于進(jìn)入了元宇宙之中，在元宇宙里影響著現(xiàn)實(shí)宇宙，讓兩個(gè)世界互相連接，讓一切事物從中受益。

通往元宇宙的路有無(wú)數(shù)條，正在開(kāi)拓這些路的人和集體也有無(wú)數(shù)個(gè)。谷歌、亞馬遜、微軟、Meta等公司都在從不同的角度進(jìn)行自己的嘗試。而在中國(guó)，想要實(shí)現(xiàn)這個(gè)未來(lái)的人也有很多。邊無(wú)際、江行智能、地平線等一批明星初創(chuàng)公司正是以此為愿景而努力奮斗的，如以邊緣計(jì)算、模塊化為核心的數(shù)字孿生服務(wù)Shifu已經(jīng)發(fā)布并在公開(kāi)測(cè)試，隨著元宇宙的觸角不斷地向邊緣計(jì)算領(lǐng)域探索，智能終端連接下的元宇宙世界很快將成為現(xiàn)實(shí)。

人類(lèi)總是喜歡冒險(xiǎn)，因此他們才會(huì)在冒險(xiǎn)中一次次嘗試并最終取得突破。甚至哪怕覺(jué)得前路并不兇險(xiǎn)，而是美好的良夜，人類(lèi)也絕對(duì)不會(huì)溫和地走入。我們現(xiàn)在所做的一切，都將成為照亮未來(lái)之路的光。

最后，其實(shí)最重要的事情只有一個(gè)：

“它只是人類(lèi)文明無(wú)限冒險(xiǎn)經(jīng)歷的一個(gè)出發(fā)點(diǎn)。你現(xiàn)在只有一件事要做，就是下定決心。”

—— 艾薩克·阿西莫夫，《永恒的終結(jié)