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當“衛(wèi)星遙感”遇見“數(shù)字人” ——智慧地球大講壇聚焦多源時空衛(wèi)星遙感

2022-03-10 20:50:22 來源:光明網(wǎng)

衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)科技跟數(shù)字人能碰撞出什么火花?二者又有什么樣的關(guān)系和交集?3月10日,由航天宏圖股份有限公司主辦,以“多源時空衛(wèi)星遙感遇見數(shù)字人”為主題的《智慧地球大講堂》第二期沙龍在北京舉行。

清華大學長聘副教授劉燁斌博士、北京航空航天大學副研究員汪淼博士、航天宏圖公司高級副總裁王濤博士參與本次沙龍,三位專家圍繞地球3D、人工智能、虛實結(jié)合、增強現(xiàn)實、實景三維、數(shù)字人等熱門話題,從技術(shù)發(fā)展及行業(yè)現(xiàn)狀等方面進行了權(quán)威解答。航天宏圖公司高級副總裁洋溢主持了本次沙龍。 近年來,云計算技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、5G及人工智能技術(shù)、元宇宙技術(shù)飛速發(fā)展,遙感領(lǐng)域也有了非常大的提升。

王濤介紹了衛(wèi)星、無人機、智能駕駛等終端,描繪了測量技術(shù)在軍事和日常生活中的廣泛應(yīng)用。在實景三維的測量方面,無人機、衛(wèi)星起到了互補作用,終端手機為我們提供了一個全息的、空天地一體的遙感觀測網(wǎng)絡(luò)。

“元宇宙是我們互聯(lián)網(wǎng)從二維向三維進化的過程”,王濤表示,空間測繪是建立虛擬世界重要的手段之一。談到數(shù)字孿生時,王濤闡述了其在應(yīng)急管理、災(zāi)害處理上的應(yīng)用。他以航天宏圖的地鐵數(shù)字建模為例,模擬地鐵客流量、應(yīng)急管理、路口疏散等,數(shù)字建模提供了比較準確的平行時空模擬。

“數(shù)字人是元宇宙提供智能服務(wù)的一個入口” ,在王濤看來,數(shù)字人應(yīng)用場景非常廣闊,虛擬演員、虛擬主播、虛擬小助手等,數(shù)字人有著天然的優(yōu)勢。而人物建模、視覺驅(qū)動、語音驅(qū)動、文本驅(qū)動、情感計算是虛擬人重要的底層技術(shù)。

劉燁斌表示,目前,衛(wèi)星遙感的成像設(shè)備在時間和空間上分辨率還不夠高,多維多尺度的高分辨率觀測可以作為遙感觀測的補充。據(jù)了解,劉燁斌所在的團隊研制了一套多維多尺度的成像系統(tǒng),通過兩級成像,可以達到2.5億像素30幀每秒的觀測。這套系統(tǒng)可以在幾公里外看清楚車輛的車牌,在一公里外能識別人臉,在安防領(lǐng)域有很大的幫助。

劉燁斌表示,動態(tài)高分辨率成像在實景三維中的難點是如何進行動靜結(jié)合,“二維的觀測是一個固定的視角,但三維是可以任意視點的,所以怎么去融合這些信息是一個難題”,人工智能技術(shù)對于三維實景的后期編輯建模會有很大幫助。

“未來的交流和通信方式,將會是數(shù)字人應(yīng)用的一大方向”,劉燁斌老師表示,“通過全息顯示設(shè)備將人物形象傳輸并以全息投影的方式讓遠方的兩個人能互相的交流”,動捕、重建、生成這三個技術(shù)是數(shù)字人技術(shù)的研究核心。他介紹說,動捕是通過深度相機實現(xiàn)對人體實時動態(tài)的三維重建以及運動捕捉。重建是指對外觀的重建,核心是采集人的實時動態(tài)去實現(xiàn)數(shù)字人的全息通信系統(tǒng)。生成是指去創(chuàng)造數(shù)字人的表情、動作、形象、語音等等,成本控制是關(guān)鍵,而人工智能將會在未來降低這個技術(shù)的成本。

汪淼認為,數(shù)字孿生將我們的物理世界和我們的虛擬世界進行連接,這種技術(shù)也可以用在衛(wèi)星領(lǐng)域。他距離說,對于數(shù)字衛(wèi)星的虛擬孿生,可以幫助我們對衛(wèi)星的隱形狀態(tài)進行監(jiān)測,為維修提供指導(dǎo)。在虛擬生理人體以及醫(yī)學仿真方面,數(shù)字孿生可以提供一些重大的信息基礎(chǔ)設(shè)施,支撐個性化手術(shù)、精準治療以及新藥和新醫(yī)療器械的研發(fā)。

目前,汪淼的實驗室圍繞微觀尺度的人體構(gòu)成單元建模,以及個性化手術(shù)仿真和藥物對人體的交互作用等方向開展研究,目前已經(jīng)做到了器官和組織的建模,未來還要在生理以及生化,從分子到細胞這些微觀領(lǐng)域進行建模。數(shù)字孿生與生化生理人體相結(jié)合,將對生命科學以及醫(yī)藥領(lǐng)域的創(chuàng)新帶來顛覆性的影響。城市級的數(shù)字孿生可以實現(xiàn)人群行為模擬,包括突發(fā)事件的應(yīng)急處理,城市活動的彩排演練,這對我們的城市安全有很大的作用。

“元宇宙的另一種技術(shù)路線是偏卡通一點的,不是完全重現(xiàn)出真實世界”,汪淼介紹,目前對于用戶端虛擬內(nèi)容生成的建模工具,讓用戶非常方便地創(chuàng)造虛擬世界的工具,是當前非?;鸨囊粋€研究方向。

對于數(shù)字虛擬人,汪淼表示,虛擬人的底層技術(shù)主要有三大塊,一類技術(shù)主要對虛擬人進行高真實感的這種高保真的建模,另一類是表情跟蹤,手勢的識別技術(shù),主要對虛擬人進行驅(qū)動,還有一類是基于繼續(xù)學習的技術(shù),目的是為虛擬人賦予知識,讓它能夠和人進行互動。

云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、增強現(xiàn)實、實景三維、地球3D等技術(shù)的讓衛(wèi)星遙感在應(yīng)用端有了更廣闊的縱深。三維視覺、虛擬現(xiàn)實、計算機攝像、圖形計算等技術(shù)對數(shù)字人的生成和重建提供了基礎(chǔ)。

相信在未來的某一天,人們可以置身真實的虛擬世界,每一位用戶都可以自由選擇化身為數(shù)字人,在元宇宙的世界中進行生產(chǎn)和交流。而在實現(xiàn)這個過程中探索的所有技術(shù),都將成為推動人類向更好的未來前進的不懈動力。(戰(zhàn)釗)

智慧地球大講堂

“智慧地球大講堂”是PIE-Engine遙感云服務(wù)平臺上的一個欄目,已開展逾百期。欄目定期邀請院士、專家教授、學術(shù)型官員等行業(yè)大咖做前瞻性報告,借助大講堂來與國內(nèi)外同行探討遙感、導(dǎo)航、氣象、海洋、水利等多個地球科學領(lǐng)域的新理論、新技術(shù),分享地球科學研究的新進展與新成果。

“智慧地球大講堂”線下沙龍是在原有欄目的基礎(chǔ)上的創(chuàng)新和延伸,延續(xù)了欄目嚴謹、有趣、有料的風格,緊追前沿科技,探討行業(yè)趨勢,亦為業(yè)界提供了寶貴的經(jīng)驗參考。

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