9月3日，2022世界人工智能大會落幕。此次大會上，以AI為基礎的元宇宙概念大放異彩，而已率先落地應用的工業元宇宙也首次進入公眾眼簾。
中國寶武集團以“數實融合，產業元生”為概念，發布的十大具有廣闊前景的工業元宇宙應用場景：包括遠程設備操控、協同研發設計、設備協同作業、柔性輔助裝配、現場輔助裝配、機器視覺質檢、設備故障診斷、廠區智能物流、無人智能巡檢、生產現場檢測等。
智慧礦山技術和服務提供商慧拓則在大會上向世界展示了中國依托自主研發技術所打造的“數字人礦工”，能讓原本作業環境惡劣、安全風險大、勞動力緊缺的采礦業變成安全、高效的智能產業。
元宇宙落地
自2021年美國游戲公司羅布樂思(Roblox)頂著“元宇宙第一股”的光環成功上市以來，各大企業紛紛展開元宇宙布局。今年5月24日，微軟舉辦build2022開發者大會期間宣布將旗下的虛擬體驗平臺Mesh引入辦公軟件系統Microsoft，打造“企業版元宇宙”。更值得注意的是，微軟首次介紹了自身在工業元宇宙中的探索成果，川崎重工已成為其“工業元宇宙”業務的新客戶。川崎重工計劃讓車間工人佩戴微軟HoloLens頭戴設備來輔助生產、維修和供應鏈管理。目前微軟的工業元宇宙已有亨氏和波音兩家重要客戶。
除了微軟進軍“工業元宇宙”外，另一個科技巨頭英偉達也瞄向了“工業元宇宙”，基于Omniverse平臺、AI以及計算等技術，英偉達可以實現構建工業元宇宙的成果。6 月 30 日，西門子宣布進一步與 NVIDIA 展開合作，雙方將基于 NVIDIA Omniverse 建設工業元宇宙平臺，從設計、運營整個生命周期的沉浸式工業模擬，對傳統制造業進行升級。
據咨詢機構預測，到2025年，工業元宇宙將催動全球智能制造市場規模突破5400億美元，2021至2025年復合成長率高達15.35%。
在中國，阿里巴巴、字節跳動、騰訊、網易等國內互聯網企業也紛紛跟進和加碼元宇宙布局。元宇宙正在成為貫穿工業互聯網、智能制造、數字化等多個行業的爆點。
億歐智庫發布的《2022中國工業元宇宙產業研究報告》顯示，短期來看消費元宇宙爆發力更強，長期來看工業元宇宙更穩健，更易被社會接受。預計到2020年，智能制造發展基礎和支撐能力明顯增強，傳統制造業重點領域基本實現數字化制造，有條件、有基礎的重點產業智能轉型取得明顯進展。預計到2025年，智能制造支撐體系基本建立，重點產業初步實現智能轉型。
不僅是各大科技巨頭在爭相布局元宇宙賽道，一些國家的政府相關部門也積極參與其中。去年5月，韓國科學技術和信息通信部發起成立了“元宇宙聯盟”，該聯盟包括現代、SK集團、LG集團等200多家韓國企業和組織，其目標是打造國家級增強現實平臺，并在未來向社會提供公共虛擬服務。
工信部發布的《虛擬現實產業發展白皮書5.0》中明確提出“通過財政資金促進虛擬現實技術產業化，支持面向工業、文化、教育等重點行業的虛擬現實技術應用”。2022年開始，國內多地政府也開始推動元宇宙產業前瞻性布局，并陸續出臺相關配套政策，構建產業園區，設立專項基金，引進相關企業與人才，引導元宇宙產業發展。據統計，截至2022年7月，國內至少7省17市地方政府已經發布元宇宙產業相關建設規劃，鼓勵元宇宙在包括工業制造、社交娛樂等領域的應用，推動元宇宙與實體經濟相融合，包括北京、上海、南京、無錫等。其中北京比較明確提出“加快推進元宇宙應用創新中心建設”的區域是通州區。
什么是元宇宙未來的發展方向?今年，地方和全國兩會期間，多份提案議案聚焦元宇宙技術和產業發展，包括盡快出臺“元宇宙中國”的頂層設計方案;推進“元宇宙”關鍵軟硬件技術和核心組件的研發，打通元宇宙產業價值鏈，對現有產業鏈進行強鏈補鏈;加速地方元宇宙專精特新企業發展。
近日，工信部副部長王江平在京調研虛擬現實等新一代信息技術在工業制造領域應用情況并召開座談會，強調要針對虛擬現實等新一代信息技術如何賦能工業領域開展深入研究，進一步加快虛擬現實等技術在各行各業應用，瞄準行業痛點、難點，不斷提高應用的深度和廣度。
8月18日召開的2022全球元宇宙大會上，全球元宇宙大會主席、中國移動通信聯合會執行會長倪健中表示，當前元宇宙正以新理念、新業態、新模式和多產業的發展完美互通融合，逐漸成為重組全球要素資源，重塑全球產業結構，改變全球產業發展的重要力量。
與消費元宇宙相比，工業元宇宙更重視“由虛向實”的過程，關注解決確切場景中的確切問題。有多位業內人士分析稱，工業元宇宙將覆蓋工業生產全鏈條環節，元宇宙在工業領域的應用價值或遠大于消費領域。
礦山里的元宇宙
在公眾視野之外，元宇宙的內核理論及關鍵技術在工業礦山領域得到了落地應用，并取得了令人矚目的效果。
在內蒙古的寶日希勒露天煤礦，一輛輛沒有駕駛員的無人礦車正在礦區內穿梭自如。在礦區不遠處一座臨時調度指揮中心內，年輕的技術員正聚精會神地盯著眼前的大屏幕，實時操控及監測這些礦車的運行。
他們所使用的是一套由慧拓開發的“愚公YUGONG”平行礦山操作系統。此前的礦山無人駕駛解決方案均無法很高解決礦區十字路口通行難題。
“路口總會有礦車停下，而這個路口不一定是平路，礦車裝載了幾十噸的貨物停在坡道上，時間久了，剎車片就會失靈，會造成溜坡，非常危險。”一名該領域的工程師說。
而在“愚公YUGONG”平行礦山操作系統中，會以高精度三維地質模型構建“采礦元宇宙”基礎環境，并與實際礦車、礦山場景相對應，搭建一個虛實互動的平行礦山系統。引入平行點云、平行學習、平行規劃等核心技術，讓虛擬礦山數據與真實礦山車輛數據的學習積累，“吃多塹、長多智”， 實現對所有無人礦車運行狀態的智能化預測，最終引導實際礦山朝著在“采礦元宇宙”中探索出的安全、可靠、高效、綠色、智能、可持續的道路行進，最終實現無人礦山整個作業流程安全、高效、低耗。
“愚公YUGONG”部署前期借助“采礦元宇宙”進行驗證，為無人駕駛系統研制、測試運行期礦山相關人員、財產的安全提供全面保障。通過對會車、跟車、繞障、邊坡卸載等危險工況進行虛擬環境下全天候、全時段、全過程仿真測試，“采礦元宇宙”深入驗證了礦車的安全距離，全面分析極寒、夜間作業、重載等條件下，無人駕駛礦車“采運排”全流程的控制參數，及其與采掘、工程、輔助車輛設備協同作業的智能規劃方案。
“采礦元宇宙”的應用大幅降低了實地測試的風險系數，國家能源集團寶日希勒項目地處高緯極寒地帶，冬季最低氣溫可達零下42°C，慧拓基于系統驗證的安全剎車距離等數據結果開展實地測試，規避了極端天氣對測試安全的影響，全面保障了生產現場人員與設備安全，并通過加速算法訓練，縮短現場調試時間，提升項目部署速度，在以智能化助力礦企降本增效的同時，降低實地測試的成本，并大幅減弱測試工作對生產活動的影響。
在2022世界人工智能大會“數聯出行，智領未來”智能駕駛論壇上，中國科學院自動化研究所復雜系統管理與控制國家重點實驗室主任王飛躍發表“從智慧出行的智能車到車智能：元宇宙中元車的平行駕駛”主題演講。作為慧拓首席科學家，王飛躍教授在演講中指出：當前，我們正在從傳統的“虛實對立”向智能時代的“虛實交互”發展。數據是生成智能的主要原料，由小數據生產出大數據，再從大數據中提煉出針對具體場景、具體問題的精準知識或深度智能，即“小數據—大數據—深智能”的過程將成為智能產業的標準流程。“生物人”、“數字人”、“機器人”的結合將實現小數據變成大數據，大數據變成深智能。人工智能不僅將改變人們的出行方式、城市形態和企業生產方式，也將給社會形態、人們的生活方式和思維模式帶來變革。
元宇宙是通過對現實世界的復刻，構建虛擬世界，從而實現對生產、生活等各個環節的仿真。之后，通過預測現實世界，借助算力在虛擬世界中推多種可能性，從而使解決方案更加全面化。隨著科技手段和工業發展的進步，我國智能化礦山建設經歷了人工炮采、普通機械化開采、綜合機械化開采和智能化設備開采階段，現在正逐漸發展為一個“生物人礦工”、“數字人礦工”、“機器人礦工”相結合的前沿人工智能技術應用場景，邊緣端、作業現場、云端緊密結合，把物理空間的無序涌現歸到虛擬空間有序收斂，反過來再從虛擬空間涌現發散，在物理空間收斂，形成一個循環，實現核心知識自動化。“采礦元宇宙”將進一步利用并釋放計算機模擬世界的力量，為改進現有礦山“采、運、排”流程，打造新時代的智能化礦山管理運營體系提供支撐。
“愚公YUGONG”平行礦山操作系統在煤炭、冶金、有色、水泥四大行業礦山的落地應用案例，展示了慧拓作為“國家隊”科技企業的技術實力、工程實力及其自主創新技術賦能采礦業這一傳統行業智能化、高端化發展的無限可能。利用“數字人礦工”，慧拓將通過打造穩定、安全、可靠的“采礦元宇宙”實現以虛控實，建設安全(Safety)、有保障(Security)、可持續(Sustainability)、能感知(Sensitivity)、服務于人(Service) 且智能(Smartness) 的6S礦山。
目前，“愚公YUGONG”平行礦山操作系統已先后在國家能源集團、中國華能、國家電投、中國大唐、中國寶武、中煤集團、金隅集團及華潤水泥等能源和礦山集團的無人化、智能化項目中得到運用及復購，助力這些企業實現數字化、智能化轉型升級和達成“雙碳”目標。
“采礦元宇宙”也在改變著采礦業人員培訓管理方式。利用虛擬車輛，礦山在進行實地部署的同時，可對駕駛員、安全員進行遠程駕駛、系統操作技術培訓，在縮短磨合期、提升項目落地效率的同時，確保安全生產。目前已落地應用這一技術的陜煤集團小保當煤礦，就可通過系統實時監測井下車輛狀態，并讓見習人員在虛擬空間中進行駕駛技術訓練，規避井下實地訓練時因人員誤操作而產生的安全風險。
通過不斷獲取信息，對不確定性、多樣性進行分析，“采礦元宇宙”可持續強化其敏捷性、聚焦能力、向目標收斂及完成任務的能力。過去“吃一塹、長一智”是通過在現實空間頭破血流甚至搭上生命的“吃一塹”，換來在虛擬空間里“長一智”。這種模式對于以安全生產為紅線、底線的能源、礦山企業來說，對于每一個參與生產活動的個人來說，都是代價過于高昂，無法承受的。在“采礦元宇宙”中暴露和解決所有的矛盾實現“吃多塹”的人工智能系統，充分體現了采礦業低成本、高效率、高智能的發展趨勢。
可以預見，在不久的將來，一座礦山的生產能力可能不僅僅取決于其實際生產規模與效率，更取決于與其伴生的軟件定義的人工礦山的生產規模與效率。作為在元宇宙領域最早得到落地應用的場景，礦山元宇宙將有效促進工礦企業掌握數字化時代的話語權，成為礦山元宇宙工程化落地的最佳解決方案。
