数字空间应用场景发展趋势
来源:赛迪顾问官微  浏览次数:44  发布时间:2024-03-18

2024年1月,工业和信息化部等七部门发布的《关于推动未来产业创新发展的实施意见》中提到“把握全球科技创新和产业发展趋势,重点推进未来制造、未来信息、未来材料、未来能源、未来空间和未来健康六大方向产业发展。”未来空间资源开发利用是世界各国战略资源开发的必争之地,未来空间主要包含深海、深空、深地等实体空间以及微空间和虚拟空间等领域,数字空间是指其中的数字化技术及应用场景,这些技术和场景将是助力我国科技发展、实现新型工业化和高质量发展的重要手段。


深海空间数字化主要包括深海探测领域的深潜深钻深网(“三深”)数字孪生、万米深海数字通信、深海装备数字智造与设计生产等。“三深”数字孪生主要包括深海空间数据库、海底区域特征建模、水底三维动态建模、生态环境特征建模、典型地质体特征建模等,提高了对深海空间可视化分析、模拟仿真和制图水平,为建立深海油气资源“数字矿区”和深海养殖“数字牧场”提供条件。由水声通信基站组建的“水下WiFi网络”,通信距离有望达到数千公里。数字化赋能深海装备设计、生产、运维全过程,低成本实现深海装备在极端环境下的材料和工艺等要求。


深空空间数字化主要包括深空数字通信和深空数字测绘等。量子加密结合联邦计算等数字加密技术共同保证深空通信机密数据传输安全,数字控制系统和自动导航系统可实现高精度、高可靠的姿态控制、轨道控制和导航定位,减少探测器对地面站的依赖。四维建模可视化技术能够对多源数据进行去噪、滤波、校准等预处理并对天体进行演化全过程四维重建,结合VR和AR设备使科学家身临其境探索深空环境。航天工程多学科协同设计仿真(CAE)平台集成应用多学科的仿真软件工具,解决了航天型号系统级、多学科、多领域综合优化技术问题。


深地空间数字化包括深地数据中心、深地数字勘探和地下空间开发利用等,包括基于深地数据中心、大科学实验室,基于数字模型的空间一体化开发利用。深地数据中心和实验室具备高隐蔽、抗打击、恒温湿、抗干扰、低污染等优点,对提升数据中心和实验室的安全性具有重大意义,地下水等绿色能源还可为其运营降碳减排。三维地质建模、地质概念模型、BIM等数字化技术及设备能够为深地工程起到精准预判及远程控制作用,推动无人化挖掘。数字化探测技术探明地球深部状况,揭示深地空间资源状况,厘清资源系统分布规律,预测资源战略靶区。新型BIM、CIM空间数字孪生模型及平台,结合数字化可视地下管网、地下立体通信及网络系统,在满足深地空间利用需求、构建新型深地生态宜居城市方面有着不可忽视的作用。


微空间包括数字纳米机器人与微观数字地图、纳米物联网等。数字纳米机器人是未来流行病预防的“主刀医生”,通过纳米传感器采集数据并形成数字建模,并形成体内环境变化全过程四维数字时空“地图”,医疗团队根据数字模型和大数据对病情发展进行高精度模拟推演,指挥机器人采取创伤最小且最有效的手术方案。基于分子通信建立的纳米物联网,具有低能耗、人体相容性好等特征,在生物医学、工业新材料嵌入式纳米网络、先进视觉隐形伪装设备、生物降解、生物多样性控制、碳排放监测等领域将实现广泛应用。


虚拟空间包括三维互联网和数字孪生平行智能体等。三维互联网是连接现实世界和虚拟空间的网络体系,是数字信息与物理空间结合创造出的立体互联网世界,对开创人类全新生活及生产方式,实现传统行业赋能具有巨大的应用价值。数字孪生是通过数字内容创造、3D渲染、XR扩展现实和AI人工智能等技术,在工业生产中,对生产制造、远程操作具备风险提示等能力,可缩短产品研发周期、提高全过程效益。


数字空间最具投资价值的数字化核心技术有分子通信技术、磷酸锰铁锂电池、数字纳米机器人等技术,其中技术关注度较高的技术有深地油气勘探、深地油气储运、深地油气储运、硅基OLED技术、智能自主控制技术等。





图1 2024年中国数字空间应用创新投资价值趋势图


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赛迪数科前瞻布局数字空间全领域技术、系统、数字装备、应用场景及发展趋势研究,重点推动数字空间全领域仿真平台建设,提高重大科研实验成功率,以数字化手段助力科技发展、新型工业化、新型智慧城市建设迈上更高的台阶。赛迪数科将致力于成为数字空间领域技术和产品研发的先导者和开拓者!