【COP27系列八】把地球、海洋虛擬化,「數位孿生」如何緩解氣候變遷?

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數位孿生不僅能在數位系統中一比一地原貌呈現地球,更重要的是,還可以觀察人類的一舉一動,將如何「即時」地影響環境和生態。


(攝影: 詹詒絜)

你聽過「數位孿生」Digital Twin,又稱數位雙生或數位分身這概念嗎?

它是一種透過資料數位化、人工智慧、機器學習等科技,建立一個以3D模擬的數位虛擬分身技術。這個被創造出來、近乎實體狀態的「雙胞胎」,可根據實體空間所回饋的資訊,即時在數位世界裡展現原本真實物體的變化狀況。

這與氣候變遷有何關係?事實上,近年來,數位孿生開始被運用在氣候減緩和調適行動上,這次COP27埃及氣候會議就有不少發表。

創造另一個地球!連海洋系統也可以仿造

首先,歐盟已將部分「綠色新政」 的預算,投入於簡稱「DestinE全名為Destination Earth的計畫上,嘗試用數位孿生技術創造出一個一模一樣的虛擬地球系統,有了這個數位分身,便能實際觀察受到氣候變遷影響的區域、自然災害演變、城市空間的變化等,甚至進一步讓數位分身做出對未來的預測。


歐盟的Destination Earth計畫。(圖片: eesa

「DestinE目的是想探究自然現象與人類活動之間的相互作用」,計畫主導人之一的Nicolaus Hanowski說明。與當前流行的空間模擬技術相比,數位孿生不僅能在數位系統中一比一地原貌呈現地球,更重要的是,還可以觀察人類的一舉一動,將如何「即時」地影響環境和生態。

除了分析地球物理層面的諸多資料,數位孿生要成功運作的關鍵更在於,真實世界中每分每秒的人為活動或地球變化資料,有沒有被即時導入?

不只地球,COP27上也有研究者建議為海洋系統建立數位分身。因為相較於陸地生態,全球在海洋研究跟觀測上的投入少得可憐,對於海洋生態受氣候衝擊的程度與變化,更無法了解和掌握。


歐盟在COP27氣候會議上分享數位孿生計畫進展。(圖片: YouTube

基爾亥姆霍茲海洋研究中心(GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel)的Martin Visbeck教授認為,數位孿生可以幫大家看清楚海洋的真實面貌,還有人類行為如何為其帶來變化。英國國家海洋中心(National Oceanography Center)的John Siddorn博士,更提出一個海洋保護區的分身案例,透過海床照片去監測區域內的生物多樣性,可有效辨識生物社群和物種變化,然後預測氣候變遷對保護區的影響程度。

數位技術無所不能,還能模擬珊瑚產卵

更有趣的是,連珊瑚產卵、受精的孕育情況,都能透過數位孿生加以呈現。

由美國科學家Anne Cohen發起的「Digital Reefs」計畫,便用既有數據和圖像分析技術,嘗試預測珊瑚產卵和受精的範圍,這套技術目前已經被用於馬紹爾群島一處海洋保護區,其他像是珊瑚變化的觀測也在測試中。


美國科學家Anne Cohen發起數位珊瑚計畫。(圖片: 臉書

Anne Cohen回想啟動計畫前,曾諮詢過許多海洋學者,問大家希望看到怎樣的研究成果。沒想到,這群每天與大量資料跟數據搏鬥的科學家們竟反映:「想看到一部動畫」。數位孿生的技術強項,的確滿符合這群科學家的期待,有機會讓人看到活生生、即時變化的地球生態和氣候變化。

回顧這幾年發展,國際氣候科學社群確實越來越重視圖像化的敘事方式,提高氣候傳播素材的感染力。而數位孿生不但具備互動性和真實感,而且老少咸宜,人人皆可使用及回饋資料。或許再過幾年,這項技術將成為氣候研究的主流工具之一,成為緩解氣候變遷的另類武器。

【參考資料】

https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/policies/destination-earth

https://digital-reefs.com/

https://www.youtube.com/watch?v=Cfnx_EfNiRE

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