人工智能和數字孿生的起源

人工智能（AI）、機器學(xué)習（ML）、數字孿生——我們越來(lái)越頻繁地聽(tīng)到這些新名詞，忽然之間它們變得舉足輕重。為什么？答案很簡(jiǎn)單：當事情太過(guò)復雜以至于人類(lèi)無(wú)法輕松處理，或者是留給人類(lèi)做出關(guān)鍵決策的時(shí)間太少時(shí)，唯一的選擇就是把人類(lèi)從繁瑣的事情中解放出來(lái)。實(shí)現這一目標需要能夠復制人類(lèi)可能經(jīng)歷的思維過(guò)程，而這需要大量的數據以及對決策環(huán)境的深刻理解。那么，現在的情況如何？

是德科技憑借 80 年的經(jīng)驗積累幫助工程師開(kāi)發(fā)先進(jìn)技術(shù)，擁有獨特的技術(shù)開(kāi)發(fā)視角。過(guò)去幾十年來(lái)，我們看到的巨大進(jìn)步主要來(lái)自于電子產(chǎn)品的集成化和小型化。產(chǎn)品更小巧、功耗更低、單位面積內的功能顯著(zhù)增加，這些都是技術(shù)進(jìn)步的標志。

德科技全球企業(yè)和產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)副總裁 Jeff Harris

應用軟件在過(guò)去這幾十年也發(fā)生了巨大的變化，最值得一提的當屬軟件的應用大幅提速。也不過(guò)是二十年前，用戶(hù)還在將應用軟件視為有趣的新奇事物；如今，他們的思想飛速轉變，認為軟件的應用給工作和生活帶來(lái)了便利。不僅如此，他們還期望應用軟件的運行從始至終能夠非常完美。在每個(gè)采用階段，用戶(hù)的期望都會(huì )增加，這意味著(zhù)產(chǎn)品必須以非?？斓乃俣雀碌⑶页墒?。

硬件和軟件結合的趨勢讓產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)需求以一種有趣的方式融合到了一起。新的“滿(mǎn)足關(guān)鍵需求”的應用必須囊括更強的實(shí)時(shí)處理能力、及時(shí)決策和很高的可用性，且要求平臺始終能夠生成正確的決策。這種結合形成了對 ML 和 AI 的初始需求，進(jìn)而支持實(shí)現預期的大規模采用和增長(cháng)。

雖然大部分人認為 AI 主要是一種終端用戶(hù)需求，但 AI 業(yè)已成為實(shí)現更快產(chǎn)品設計和開(kāi)發(fā)的必要條件。從最早的芯片組設計、電路版圖一直到最終產(chǎn)品驗證，仿真軟件成為了仿真復雜接口和環(huán)境不可或缺的工具。這些仿真器被稱(chēng)為數字孿生，它們是能夠以虛擬形式充當“已知良好信號”的過(guò)程、環(huán)境條件或協(xié)議。在測試領(lǐng)域，數字孿生可能是一個(gè)簡(jiǎn)單的信號發(fā)生器，一個(gè)完整的協(xié)議發(fā)生器，或者是一個(gè)完整的環(huán)境模擬器。數字孿生讓開(kāi)發(fā)人員能夠快速創(chuàng )建更豐富的測試條件，從而在發(fā)貨之前完成產(chǎn)品驗證。高性能數字孿生通常包含它們自己的 AI 引擎，這使得它們能夠自動(dòng)進(jìn)行故障診斷，并對新產(chǎn)品設計展開(kāi)回歸測試。

由于新產(chǎn)品中會(huì )有大量功能和自主決策，因此轉向人工智能驅動(dòng)的開(kāi)發(fā)就變得很有必要，這種開(kāi)發(fā)模式會(huì )采用自動(dòng)化測試功能和數字孿生。在基本的設計原則下，會(huì )指明產(chǎn)品的特性和功能，然后設置單獨的測試進(jìn)行驗證。接口標準不僅數量多還相當復雜，因此手工構建幾乎行不通。使用數字孿生的話(huà)，開(kāi)發(fā)人員能夠在更短的時(shí)間內編寫(xiě)更多的功能測試集。然后，AI 功能會(huì )根據發(fā)現的內容自動(dòng)執行測試，并基于當前狀態(tài)預測可能需要的操作。要想更好地理解這一點(diǎn)，您需要了解是什么讓人工智能成為可能。

我們可以這樣理解——軟件決策從算法開(kāi)始?；A算法運行一組計算，如果知道哪些結果可以接受，哪些不可以接受，您可以用決策樹(shù)結果創(chuàng )建一個(gè)有限狀態(tài)機。這很難被認為是一種智能的方式。然而，通過(guò)添加狀態(tài)符號并插入反饋，您的基礎算法現在可以根據當前條件與當前狀態(tài)的對比做出結果決策。將這些結合起來(lái)，同時(shí)將決策樹(shù)演變?yōu)樾袨闃?shù)，就構成了最初的 AI。

我們還處于 AI 和數字孿生的早期階段，這意味著(zhù)很多產(chǎn)品會(huì )提出很多要求。無(wú)論您在考察的 AI 是位于研發(fā)實(shí)驗室，還是在您使用的云應用軟件，或者是您自己的自動(dòng)駕駛汽車(chē)中，它的存在都有原因。了解它應該實(shí)現哪些功能可以幫助您評估它的重要性。數字孿生也是如此。一旦您把打算復制的預期信號、條件或決策結果分別進(jìn)行考慮，評估它們的作用就會(huì )非常簡(jiǎn)單。

對人工智能和數字孿生的需求真實(shí)存在。如果質(zhì)疑其中的真實(shí)性，您可以追溯它的起源。關(guān)鍵的決策和快速的擴展不會(huì )始終都要有人類(lèi)的參與。