【公益译文】数字孪生基础研究差距和未来方向

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内容提要

数字孪生是将计算模型与物理模型相耦合的系统,通过双向数据流动态更新,具有预测能力。它在医疗决策、天气预测和工程流程等方面广泛应用。然而,实现数字孪生的全部潜力仍面临数学、统计和计算研究的差距,以及系统和转化挑战。数字孪生的未来应用包括医学研究、飞机发动机优化和气候预测。加强核查、验证和不确定性量化是数字孪生发展的关键。联邦机构应提供计算资源,并促进领域间的协作和数据模型的共享。

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关键要点

  • 数字孪生是将计算模型与物理模型相耦合的系统,通过双向数据流动态更新,具有预测能力。

  • 数字孪生在医疗决策、天气预测和工程流程等方面广泛应用。

  • 实现数字孪生的潜力面临数学、统计和计算研究的差距,以及系统和转化挑战。

  • 数字孪生的未来应用包括医学研究、飞机发动机优化和气候预测。

  • 核查、验证和不确定性量化是数字孪生发展的关键。

  • 联邦机构应提供计算资源,促进领域间的协作和数据模型的共享。

  • 数字孪生的核心是虚拟和物理之间的双向交互。

  • 数字孪生的关键元素包括建模和仿真、物理观察结果、决策自动化和VVUQ。

  • 数字孪生在生物医学研究中可助力临床决策,改善健康状况。

  • 飞机发动机的数字孪生可用于优化燃油效率和预测零件更换。

  • 高保真数字孪生可用于气候预测,支持政策制定和应急决策。

  • 实现数字孪生的潜力需要综合研究议程,识别知识差距。

  • 数字孪生的虚拟表示应与目的相符,动态调整以适应决策任务。

  • 数字孪生的不同应用对模型置信度和准确度有不同要求。

  • VVUQ在数字孪生的设计和部署中至关重要,需建立标准流程。

  • 数字孪生的演变需要投资以适应新需求和更新模型。

  • 跨领域合作有助于解决数字孪生面临的共同挑战。

  • 促进数据和模型的协作交流,解决隐私和道德要求。

延伸问答

数字孪生的定义是什么?

数字孪生是一组虚拟信息结构,模拟自然、工程或社会系统的结构、环境和行为,通过物理孪生的数据动态更新,具有预测能力。

数字孪生在医疗领域的应用有哪些?

数字孪生在医疗领域可用于癌症患者和肿瘤的临床决策支持,改善心血管疾病和骨质疏松患者的健康状况。

实现数字孪生的潜力面临哪些挑战?

实现数字孪生的潜力面临数学、统计和计算研究的差距,以及系统和转化挑战。

数字孪生的未来应用方向是什么?

数字孪生的未来应用包括医学研究、飞机发动机优化和气候预测等领域。

VVUQ在数字孪生中有什么重要性?

VVUQ用于确定数字孪生的可信度,为仿真建立边界,是数字孪生设计和部署中的关键。

如何促进数字孪生领域的跨领域合作?

促进数字孪生领域的跨领域合作可以通过建立论坛、促进数据和模型的协作交流,以及与国际机构的合作来实现。

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