來源：智能藍(lán)軍

轉(zhuǎn)自：中國指揮與控制學(xué)會

仿真模型是物理對象、系統(tǒng)或過程的虛擬呈現(xiàn)，可預(yù)測其在不同場景下的行為和性能。如今，仿真模型被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，以優(yōu)化流程、為決策提供信息并創(chuàng)建數(shù)字孿生。

幾十年來，仿真模型一直被用于復(fù)雜系統(tǒng)和流程的建模。計算能力的進(jìn)步以及收集和分析大型數(shù)據(jù)集的能力推動了這些模型的發(fā)展。將人工智能（尤其是生成式人工智能）集成到仿真模型中代表了仿真模型發(fā)展的下一步，使組織能夠創(chuàng)建更加精確和可靠的模型。

仿真中的生成式人工智能

生成式人工智能徹底改變了我們處理仿真的方式，使工程師和研究人員能夠創(chuàng)建非常準(zhǔn)確可靠的模型。

生成式人工智能指的是人工智能的一個分支，它可以創(chuàng)建模仿真實世界數(shù)據(jù)的新內(nèi)容，如圖像、視頻或文本。它使用的算法可以從現(xiàn)有數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，并生成在風(fēng)格和內(nèi)容上與原始數(shù)據(jù)相似的新數(shù)據(jù)。目前，預(yù)制的生成式人工智能產(chǎn)品非常流行，如 OpenAI 的 GPT-3 用于文本生成、英偉達(dá)的 StyleGAN2 用于圖像生成、OpenAI 的 DALL-E 2 用于根據(jù)文字描述創(chuàng)建視頻。

數(shù)字孿生概念的先驅(qū)之一 Michael Grieves 認(rèn)為，人工智能將有助于優(yōu)化仿真并提高其準(zhǔn)確性，使組織能夠根據(jù)結(jié)果做出更好的決策。

在工程設(shè)計、建模和仿真方面，生成式人工智能可用于改進(jìn)數(shù)據(jù)輸入、生成場景、優(yōu)化流程和生成合成數(shù)據(jù)。通過分析和改進(jìn)仿真中使用的數(shù)據(jù)輸入，生成式人工智能可以提高仿真的準(zhǔn)確性和整體質(zhì)量。生成式人工智能還能在仿真中生成新的情景和變化，使組織能夠測試不同的情景、識別潛在的問題，并根據(jù)仿真結(jié)果做出明智的決策。此外，生成式人工智能還能從仿真結(jié)果中學(xué)習(xí)，自動調(diào)整和改進(jìn)仿真流程，從而優(yōu)化仿真流程。最后，生成式人工智能可以生成與真實世界數(shù)據(jù)非常相似的合成數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可用來增強(qiáng)仿真中的現(xiàn)有數(shù)據(jù)集。

"Grieves 補充說："人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的使用將成為大多數(shù)行業(yè)開發(fā)和實施數(shù)字孿生技術(shù)的關(guān)鍵組成部分。

汽車行業(yè)的突破

通過將生成式人工智能融入仿真，專家們可以建立更準(zhǔn)確、更復(fù)雜的模型，從而幫助決策和優(yōu)化過程。生成式人工智能在各行各業(yè)的實際應(yīng)用表明，它在提高仿真的準(zhǔn)確性和可靠性方面有著巨大的潛力。

例如，生成式人工智能已被用于汽車行業(yè)，以優(yōu)化汽車零部件的設(shè)計，在保持強(qiáng)度的同時減輕重量。通過在制造業(yè)中使用生成式設(shè)計和仿真，奧迪公司在 2023 年將其裝配線的周期時間縮短了 30%。奧迪公司進(jìn)行的仿真涉及汽車制造的裝配線流程。通過在仿真中使用生成式人工智能，人工智能算法能夠從仿真結(jié)果中學(xué)習(xí)，并自動調(diào)整和改進(jìn)制造流程。這種迭代優(yōu)化過程提高了效率，降低了成本，并在實際應(yīng)用中取得了更好的性能。

強(qiáng)化學(xué)習(xí)在這一應(yīng)用中的使用展示了生成式人工智能在增強(qiáng)仿真和優(yōu)化制造業(yè)流程方面的潛力。

另一家德國汽車制造商寶馬公司將生成式人工智能與增材制造相結(jié)合，創(chuàng)造了一項新的創(chuàng)新。寶馬公司利用生成對抗網(wǎng)絡(luò)（GANs）創(chuàng)建了新版 3D 打印水泵皮帶輪，使重量減輕了 48%，效率提高了 25%。這展示了生成式人工智能通過生成優(yōu)化的部件設(shè)計來改進(jìn)制造工藝的潛力。

超越四輪車

生成式人工智能已被用于醫(yī)療行業(yè)，模擬疾病的傳播并測試潛在的治療方法。賓夕法尼亞大學(xué)使用生成式人工智能模擬 COVID-19 的傳播，并測試不同干預(yù)措施的效果。通過模擬 COVID-19 的傳播并測試不同干預(yù)措施的效果，研究人員深入了解了各種措施（如社會疏遠(yuǎn)或疫苗接種）的潛在影響，而無需進(jìn)行真實世界的實驗。這有助于為應(yīng)對大流行病的決策和政策制定提供依據(jù)。此外，生成式人工智能模擬還被用于預(yù)測疾病的傳播和評估新療法的潛在效果，使研究人員能夠確定有希望進(jìn)一步測試和開發(fā)的候選方案。

在金融業(yè)，生成式人工智能已被用于模擬市場趨勢和預(yù)測股票價格。高盛（Goldman Sachs）、摩根大通（JP Morgan Chase）和黑石（Black Rock）等金融機(jī)構(gòu)利用生成式人工智能模擬了許多市場情景，并測試了不同投資策略的性能。通過使用生成式人工智能，他們能夠創(chuàng)建更準(zhǔn)確、更復(fù)雜的模型，從而改進(jìn)決策過程，優(yōu)化投資策略。

未來令人興奮

隨著數(shù)字孿生概念在許多行業(yè)的應(yīng)用和 Metaverse 的出現(xiàn)，仿真與生成式人工智能相結(jié)合的可能性幾乎是無限的。利用生成式人工智能，組織可以建立更準(zhǔn)確、更可靠的模型，優(yōu)化流程，并做出明智的決策。這項技術(shù)已經(jīng)在從汽車、醫(yī)療到金融等各個行業(yè)掀起了波瀾，其創(chuàng)新和進(jìn)步的潛力是巨大的。通過利用生成式人工智能的力量，我們可以開啟新的場景，探索更廣泛的可能性，將不可能變?yōu)楝F(xiàn)實。未來令人興奮，可能性無窮無盡。