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    地球鬧三胞 輝達、歐盟打造「可實驗」的AI孿生地球

    2024年是地球數位孿生(digital twin)耀眼的一年。

    輝達3月推出地球氣候數位孿生平台Earth-2,歐盟的DestinE(全名為Destination Earth)第一階段也在6月上線,將持續加入資料,在2030年成為一個「完整」的數位孿生地球。

    Destination Earth (DestinE) 是歐盟的數位孿生地球計畫,將用於分析自然和人類活動對地球的影響,預測極端事件並調整政策。圖片來源:歐洲太空總署ESA

    在AI協助下,地球數位孿生發展加快。颱風預測路徑更快、更準確;科學家能重複模擬土石流,找到預防災害的最佳方法;業者也可以算出風力發電廠的最佳設置地點。歐盟更打算用它來保護生物多樣性,評估氣候變遷對社會、經濟的影響,甚至應用在政策調整上。

    Earth-2怎麼建?輝達專家告訴你

    輝達(Nvidia)執行長黃仁勳5月訪台,所到之處颳起「輝達旋風」,6月在台大的演講更將號稱「人類史上最有野心的計畫」之一的Earth-2推向世界舞台上。

    Earth-2運用人工智慧與高解析度的互動模擬來加速氣候和天氣預測工作,將衛星圖像解析度提升至12倍以上,而且能使颱風預測範圍誤差從原先的25公里縮減為2公里,更準確預測登陸位置。

    數位孿生並非新技術,2002年首度應用於製造業。隨著AI發展,應用跟著大爆發。數位孿生就是實體產品的虛擬分身。舉例來說,一架飛機從設計、生產階段開始,就以同樣的細節跟過程打造虛擬飛機,飛行數據都記錄在這個分身。當本體飛機需要大整修時,就可以到分身先行測試、調整,最後才實際應用到本體。數位孿生工廠也是類似道理。

    創造生產線與工廠的數位孿生,能讓工廠在生產前就不斷試驗提高生產力和改善流程的方法。圖片來源:Nvidia

    Earth-2強調能快速預測氣候和天氣,但天氣系統極為複雜,想虛擬複製地球的天氣系統,除了需要高速運算能力與AI技術,還要受過大量資料集的訓練。輝達資料中心產品行銷主管哈里斯(Dion Harris)告訴《Live science》,訓練資料涵蓋陸地、大氣和海洋氣候變量的每小時預估,綜整數百個觀測結果後,Earth-2才能重建過去50年左右的地球天氣和氣候。

    輝達團隊說明,Earth-2不僅可協助預測颱風,也能用於氣候變遷的長期預測。在這之前,Earth-2要先快速解析龐大的資料流,包括溫室氣體排放、溫度變化、全球水循環、土地使用變化、海洋化學等,而輝達的超級運算能力正好能派上用場。

    歐盟的野心:「完整」數位孿生地球

    「DestinE」在2022年啟動。歐盟的野心不僅是分析氣候變遷跟極端天氣事件,也想藉由數位孿生來分析它們造成的社會、經濟衝擊,進而找到調適與減緩策略。除了應用在保護生物多樣性、管理水資源、推動再生能源,甚至用它來調整歐盟政策制定和實施。

    DestinE運用歐洲龐大的資料湖(data lake)進行模擬與預測,裡面有歐洲太空總署(ESA)、歐洲氣象衛星開發組織(EUMETSAT)、歐洲中尺度氣象中心(ECMWF)的資料,另外還加上地面的物聯網 (IoT)數據以及政府提供的社會、經濟資料。

    「DestinE」今年完成核心平台、資料湖、兩個數位孿生模型,將陸續加入海洋、城市、森林的數據,在2030年成為一個「完整」的數位孿生地球。

    想知道熱浪將如何影響糧食安全嗎? 洪災範圍多廣?哪裡是放置風力發電場的最佳地點?數位孿生地球將告訴你答案。

    參考資料

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