未来6G将促进虚拟与现实结合的数字孪生

在未来2030年及以后的时代,整个世界将基于物理世界生成一个数字化的孪生虚拟世界,物理世界的人和人、人和物、物和物之间可通过数字化世界来传递信息与智能。孪生虚拟世界则是物理世界的模拟和预测,它将精确地反映和预测物理世界的真实状态,并对物理世界进行预测性维护,避免其偏离正常的轨道,进而帮助人类更进一步地解放自我,提升生命和生活的质量,提升整个社会生产和治理的效率。

图1：数字孪生  智慧泛在

5G与VR/AR技术结合能够实现一些3D显示应用,给用户带来“沉浸式”的深度交互体验。到6G时代,将会实现全息三维显示,无需佩戴任何装备、依靠裸眼就可以360°全视角观看到3D效果,并且从不同角度观看物体都会展示出不同的信息,带给用户一种身临其境 的视觉体验。未来6G移动通信网络,全息显示技术将融入许多应用场景,如通信、远程医疗、办公设计、军事和娱乐游戏等,彻底改变人们的生活习惯,带来高质量的生活体验。另外,全息交互技术还能实现投影内容与用户之间的互动,只需要用手在空中划动,就能够实现显示内容的切换。还能组装一些数字机械器件,并测试其性能。全息交互技术使得信息传播方式不再是固定的模式,它极大地拉近了传播信息与用户之间的距离，建立了以满足人的体验为核心的信息传播方式。

 图2：全息交互

互联网历经固定互联网、移动互联网和万物互联等阶段,呈现出蓬勃的发展趋势。视觉和听觉一直是传递信息的两种基本手段。当前5G移动通信网络能够满足实时语音和视频通信所需的网络需求。然而,人类用来接收信息的感官除了视觉和听觉以外,触觉、嗅觉和味觉等其它感官都在日常生活中发挥着重要作用。到6G时代,通感互联会成为主流的通信方式,更多感官都将成为通信手段中的一部分,并且多种感官协作参与通信也将会成为重点发展趋势。通感互联未来依托6G网络环境,将找到新颖的应用领域,包括健康医疗、技能学习、娱乐生活、道路交通、办公生产和情感交互等,为解决社会面临的复杂挑战做出贡献,成为经济增长和创新的驱动力。

 图3：通感互联

目前5G体域网已经开始应用在医疗领域,如人体健康监测、伤残辅助、运动监测等方面,也可为远程医疗诊断、远程手术等提供高可靠性和一定速率的支持。到6G时代,通过在体内、体外密集部署传感器的体域网进行实时的数据收集、分析与建模,实现人的数字孪生，即个性化的“数字孪生人”。未来6G网络技术,通过“数字孪生人”可以进行高效的病毒机理研究、器官研究等,还可以协助医生进行精确的手术预测。可以想象这么几个场景:医生在进行一场手术,通过“数字孪生人”,可以提示医生在不同位置切一刀后患者的状况变化,以此可为医生提供最好的手术辅助。患者在手术完出院后,医院仍可以通过后续患者的“数字孪生人”的变化为患者提供后续的健康管理。在医学研究领域, “数字孪生人”也会将发挥重大作用。例如,人的大脑非常复杂,大脑的活动更加不容易追踪和研究。大脑的思考方式、运动感知功能都是科研人员研究的重点和难点。将数字孪生技术用在大脑研究上,可以方便实验人员进行实验模拟,发现大脑深层的秘密。同理,也可以通过对“数字孪生人”进行某些控制来模拟病毒、细菌的攻击,进而为病毒机理的研究提供借鉴。

图4：数字孪生人的应用