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。

 

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。

 

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:
*Live Science（2024年4月16日），AI-powered 'digital twin' of Earth could make weather predictions at super speeds
*Space.com（2024年3月5日），Scientists made a 'digital twin' of Earth to simulate possible natural disasters
*The Next Web（2024年6月10日），EU launches AI-powered ‘digital twin’ of the Earth
*歐盟執委會，Destination Earth
*輝達，earth-2
 

 

資料來源: 環境資訊中心