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數位轉型分身術:Digital Twin是什麼?

【吳碧娥╱北美智權報 編輯部】

近年來數位分身(Digital Twin)的熱度不斷成長,2017~2019連續三年被Gartner納入年度十大策略科技趨勢,2020年則融入其他趨勢中;美國工業大廠奇異(GE)宣稱,2019年間運用數位分身,幫助製造業客戶節省約1.9億美元;MarketsandMarkets則預估,全球數位分身市場將從2019年的38億美元,2025年成長至358億美元,複合年均成長率達45.4%。究竟數位分身是什麼?又將如何應用在產業發展上呢?

資策會產業情報研究所(MIC)產業分析師柳育林指出,數位分身的基本概念,是運用、結合IoT、AI、AR/VR等多種智慧科技,透過數據蒐集與模擬分析,對實體人事物進行數位化映射,作為各個應用領域的解決方案,可帶來改善決策等效益。除了較受關注的製造、工程產業以外,數位分身也可應用在休閒娛樂、零售商務等其他領域。

數位分身可依照「應用型態」區分,包括依所需真實生物或事物區分對應的分身、或是依所需即時性程度高低發展對應的應用。柳育林解釋,數位分身有助於數位轉型,在工廠中運用Digital Twin,可在數位空間中即時、雙向地描繪真實工廠運作,達到優化運作效率的目的,以製造業為例,可透過零組件、產線的分身,模擬實際生產情境,優化工廠運作效率,進而提升良率、降低成本。若是零售業,在實體經營方面,可打造線下的細緻虛擬穿搭體驗,邁向新零售;影視特效業則可基於名人數位資產與技術,發展跨地展演等新興業務,創造新的利潤空間。

圖一、數位分身應用型態與領域代表業者 (資料來源:MIC,2020年6月)
圖一、數位分身應用型態與領域代表業者 (資料來源:MIC,2020年6月)

製造工程:Siemens製程分身

西門子的智慧工廠舉世聞名,除了智慧生產外,利用數位分身改造製造工程,才是優化生產的關鍵。西門子在機械設備等地方布建感測器蒐集數據,結合系統數據串連至西門子開發的MindSphere平台,創建分身模擬生產情境並並進行數據分析,透過視覺化監控、模擬產品開發與生產運作等動態調適,幫助工廠提升生產效率。柳育林舉例,西門子利用數位分身技術,幫助國際塗料製造商Dulux澳洲廠,大幅降低製造模型成本,最低批量從5,000升降至100升、處理循環快8倍。

圖二、西門子利用數位分身在工廠打造製程分身。 (資料來源:Siemens,MIC整理,2020年6月)
圖二、西門子利用數位分身在工廠打造製程分身。 (資料來源:Siemens,MIC整理,2020年6月)

健康醫療:OnScale肺部分身

因應COVID-19疫情,美國雲端平台業者OnScale與生物力學模擬技術提供商LEXMA Technology合作,在2020年3月啟動Project BreathEasy計畫,利用匿名肺炎患者的多組核磁共振(CT)照片,建構出病人肺部的數位分身。OnScale的作法是匯集患者斷層掃描、X光,以及數千種肺部氣體與血液流動資料至平台,創建分身模擬肺部情境,持續量測模擬訓練AI,以快速預測通氣和插管過程中的氧氣與血流量,並決定有限的呼吸器設備應該提供給哪位患者,優化呼吸器的運用率,幫助醫生做出更好的治療決策,OnScale表示,由於COVID-19的病例數遠超過可用呼吸器資源10倍以上,藉由數位分身技術至少可提高呼吸器10%運用率,挽救更多病患的生命,這個計畫目前正在進行驗證測試中。

圖三、OnScale與LEXMA合作Project BreathEasy計畫。 (資料來源:OnScale、LEXMA,MIC整理,2020年6月)
圖三、OnScale與LEXMA合作Project BreathEasy計畫。 (資料來源:OnScale、LEXMA,MIC整理,2020年6月)

健康醫療:TecnoBody運動分身

柳育林指出,義大利一家健身、健康和康復系統開發商TecnoBody,利用Digital Twin打造運動分身,已有數十家健身運動及護理機構導入TecnoBody,像是印度運動科學中心SAI-Bindra、義大利物理治療中心LARC、香港運動會所Waterfall Sports & Wellness。

TecnoBody所研發的產品「D-Wall」,是結合智慧顯示器+體感地墊,只要匯入身體資料,結合3D鏡頭掃描與體感地墊感測數據,就可以快速同步建立3D模型,創建分身同步運動情境,反饋即時資訊到鏡面,識別關節與分析各種動作,再藉由遊戲化、視覺化動作引導評估,量身客製實現運動目標,或是促進復健效果。

圖四、TecnoBody旗下的D-WALL,可為每個動作均提供即時的生物反饋。 (圖片來源:TecnoBody)
圖四、TecnoBody旗下的D-WALL,可為每個動作均提供即時的生物反饋。 (圖片來源:TecnoBody)

休閒娛樂:名人與音樂家分身

數位分身技術同樣可以用在休閒娛樂產業上,美國新創DNABlock的聯合創辦人Christine Marzano,兼具演員、模特身分,目前致力發展名人分身展演等創新事業,公司觸角已延伸至區塊鏈名人分身對戰遊戲,角色包括McAfee創辦人等。

DNABlock利用多種角度攝影捕捉量測名人,同時間拍攝多張不同角度照片,匯集名人影像數據,並運用AI等技術創建分身,融入特定特質在名人分身上,再透過Replickant動畫引擎添加特定特質。由於名人分身這種擬真展演的模式,可以突破時間與地理空間的限制,適合應用在跨地展演走秀。

線上虛擬娛樂平台Wave,則是把AR技術應用在打造獨一無二的虛擬音樂會,將藝術家轉換為分身並投射到虛擬舞台上,搭配每個藝術家獨特風格的表演方式,打造令人驚嘆的視覺效果。Wave利用感測套裝和體感手套,捕捉身體、手部等動作數據,即時匯入Wave平台,創建虛擬化身投射虛擬舞台,可融合大量絢麗的影音效果,觀眾可用VR裝置在Wave Club觀看互動,亦可於FB、YouTube等平台觀看。

迄今為止,Wave已經和超過20位藝術家合作舉辦音樂會,去年和電子小提琴家Lindsey Stirling的VR音樂會,吸引全球各地40萬觀眾欣賞,Wave使用XSens 3D和Manus VR Gloves捕捉Lindsey Stirling所有動作和舞蹈,並實時轉換為VR,為觀眾提供更高的臨場感。根據Wave官方表示,因應疫情已湧進更多的音樂家分身表演需求。

零售商務:Metail消費者分身

總部位於英國倫敦的Metail,替服裝零售商提供虛擬試衣間服務,也就是為消費者打造數位分身,消費者只要上傳兩張自己的照片,短短幾分鐘內就能創建自己的3D逼真照片模型。Metail的創新方案同時解決兩種需求,對於零售商提供經濟實惠且高效的電子商務模型攝影過程;消費者可以從線上自由的嘗試衣服,就好像真的穿上商品後拍照一樣。

柳育林指出,網購用戶可直接上傳兩張照片,或輸入身高、體重、三圍等數據,Metail匯集消費者體態資料後,創建分身模擬穿搭情境,透過MeModel建立個人化模型,進行穿搭同時學習用戶偏好,透過量身穿搭與推薦服飾,幫助零售業者提升銷售與降低退貨率。Metail目前的合作品牌客戶包括ASOS、Tesco、House of Holland等,宣稱已取得超過72億筆數據、幫助網路服飾業者銷售成長22%。

圖五、Metail的虛擬試衣間。 (資料來源:Metail,MIC整理,2020年6月)
圖五、Metail的虛擬試衣間。 (資料來源:Metail,MIC整理,2020年6月)

台灣的發展契機

柳育林認為,從軟體端觀察,3D建模、AI等原生工具與平台,多由國際大廠把持,但是台灣業者仍須發展與強化自主能力,才能減少對外依賴。另一方面,導入國際大廠方案系統亦須整合,台灣SI業者可關注並掌握數位分身此波商機。整體而言,軟體服務業者除了厚植技術能量,同時也須重視並解決數據保護與安全議題。從應用層面思考,新冠疫情過後,相信自動/智慧化、遠距/虛擬商務等應用會更受矚目,雖然當前投入Digital Twin成本不低,台廠可先從合作試驗逐步落實。


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