टोक्यो इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग के प्रोफेसर केई सकागुची और वर्जीनिया टेक के प्रोफेसर वालिद साद के नेतृत्व में अनुसंधान समूहों ने संयुक्त रूप से एक स्मार्ट मोबिलिटी डिजिटल ट्विन का एहसास किया है जो वास्तविक समय में साइबर स्पेस में भौतिक स्थान की यातायात स्थितियों को दोहराता है।
इसका उपयोग कर रहे हैंडिजिटल जुड़वां, उन्होंने सफलतापूर्वक एक हाइब्रिड ऑटोनॉमस ड्राइविंग सिस्टम का प्रदर्शन किया जो सेल्फ-ड्राइविंग और रिमोट ऑपरेशन दोनों को जोड़ती है।शोध हैप्रकाशितजर्नल मेंबुद्धिमान वाहनों पर आईईईई लेनदेन.
जबकि डिजिटल ट्विन तकनीक, जो साइबरस्पेस में भौतिक वस्तुओं और प्रणालियों की नकल करती है, ने विनिर्माण और निर्माण जैसे क्षेत्रों में तेजी से विकास देखा है, इसे अब तक गतिशील गतिशीलता क्षेत्र में लागू नहीं किया गया था।
इस शोध में, टोक्यो टेक के ओकायामा कैंपस में स्मार्ट मोबिलिटी एजुकेशन एंड रिसर्च फील्ड का उपयोग स्मार्ट मोबिलिटी डिजिटल ट्विन बनाने के लिए किया गया था।इसके अलावा, इस डिजिटल ट्विन का उपयोग करके सेल्फ-ड्राइविंग और रिमोट कंट्रोल के संयोजन से हाइब्रिड स्वायत्त ड्राइविंग के लिए एक प्रदर्शन प्रणाली विकसित की गई थी।
प्रदर्शन में, डिजिटल ट्विन सुरक्षित और अधिक कुशल मार्गों की पहचान करने में सक्षम थास्वायत्त वाहनवास्तविक समय में और इस जानकारी को वाहनों तक वापस रिले करें।इससे पुष्टि हुई कि स्थानीय स्वायत्तता और दूरस्थ मार्गदर्शन दोनों को एकीकृत करते हुए हाइब्रिड स्वायत्त ड्राइविंग संभव है।
यह शोध वाहन के स्वयं के सेंसर के आधार पर स्थानीय पथ योजना और डिजिटल ट्विन के व्यापक पर्यावरण दृष्टिकोण के आधार पर वैश्विक पथ योजना के संलयन को सक्षम बनाता है।यह V2X संचार के माध्यम से हासिल किया गया है, जिससे यातायात सुरक्षा और दक्षता दोनों में एक साथ सुधार होता है।
डिजिटल जुड़वाँ, जो भौतिक स्थान की वस्तुओं और प्रणालियों को पुन: पेश करते हैंसाइबर स्पेस, विनिर्माण और निर्माण जैसे माध्यमिक उद्योगों में तेजी से विकास हुआ है।हाल ही में, इसे स्वास्थ्य देखभाल, शिक्षा और ई-कॉमर्स जैसे तृतीयक उद्योगों पर लागू किया गया है, और अब यह कृषि और मत्स्य पालन जैसे प्राथमिक उद्योगों तक फैल रहा है।
डिजिटल ट्विन्स के फायदों में न केवल साइबरस्पेस में कंप्यूटर विज़न तकनीक का उपयोग करके विज़ुअलाइज़ेशन शामिल है, बल्कि सेंसर और IoT तकनीक के माध्यम से वास्तविक समय की निगरानी, सिमुलेशन और एआई का उपयोग करके भविष्यवाणी, और भविष्यवाणियों के आधार पर इष्टतम नियंत्रण और विसंगति से बचाव भी शामिल है।
डिजिटल जुड़वाँ के निर्माण की कठिनाई वस्तुओं या प्रणालियों की गतिशीलता के साथ भिन्न होती है।विनिर्माण और निर्माण में, जहां गतिशीलता कम है, डिजिटल ट्विन कार्यान्वयन अपेक्षाकृत आसान है, लेकिन गतिशीलता में, उच्च गतिशीलता के साथ, डिजिटल ट्विन प्राप्त करना चुनौतीपूर्ण रहा है।
इस पृष्ठभूमि में, टोक्यो इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी और वर्जीनिया टेक 2022 से जापान के नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ इंफॉर्मेशन एंड कम्युनिकेशंस टेक्नोलॉजी (एनआईसीटी) और यूएस नेशनल साइंस फाउंडेशन (एनएसएफ) द्वारा शुरू की गई एक संयुक्त शोध परियोजना पर काम कर रहे हैं।
"सोसाइटी 5.0 को साकार करने के लिए IoFDT (फेडरेटेड डिजिटल ट्विन का इंटरनेट) के लिए वायरलेस एज कंप्यूटिंग सेवा प्लेटफार्मों का अनुसंधान और विकास" शीर्षक वाली इस परियोजना का उद्देश्य एक स्मार्ट मोबिलिटी डिजिटल ट्विन का निर्माण करना है और इसका उपयोग करके दुनिया की पहली हाइब्रिड स्वायत्त और रिमोट ड्राइविंग को सफलतापूर्वक लागू किया गया है।यह डिजिटल जुड़वां.
टोक्यो इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी, सुपर स्मार्ट सोसाइटी प्रमोशन कंसोर्टियम के सदस्यों के सहयोग से, 2019 से ओकायामा कैंपस में स्मार्ट मोबिलिटी एजुकेशन एंड रिसर्च फील्ड का निर्माण कर रहा है।
यह क्षेत्र लेवल 4/5 स्वायत्त ड्राइविंग में सक्षम दो स्वायत्त वाहनों और अगली पीढ़ी के आईटीएस (इंटेलिजेंट ट्रांसपोर्टेशन सिस्टम) के लिए चार सड़क किनारे इकाइयों (आरएसयू) से सुसज्जित है।आरएसयू LiDAR और कैमरे, V2X (वाहन-से-सब कुछ) संचार जैसे 760 मेगाहर्ट्ज, 5.7 गीगाहर्ट्ज और 60 गीगाहर्ट्ज, एज कंप्यूटिंग (एमईसी) और क्लाउड पर बैकहॉल नेटवर्क जैसे सेंसर से लैस हैं, जो बुनियादी ढांचे-समन्वित सुरक्षित को सक्षम करते हैं।ड्राइविंग समर्थन.
स्मार्ट मोबिलिटी डिजिटल ट्विन साइबरस्पेस में वास्तविक समय में इन भौतिक गतिशीलता क्षेत्रों को पुन: पेश करता है, जिससे डिजिटल ट्विन पर वास्तविक समय टकराव की भविष्यवाणी और मार्ग योजना की अनुमति मिलती है, जिससे सुरक्षित ड्राइविंग समर्थन सक्षम होता है।
स्मार्ट मोबिलिटी डिजिटल ट्विन का सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन अंजीर में दिखाया गया है।1. इसमें भौतिक स्थान, एज और क्लाउड सर्वर में स्वायत्त वाहन और आरएसयू, पूरे नेटवर्क को व्यवस्थित करने वाला एक वर्चुअलाइजेशन प्लेटफॉर्म, आरओएस (रोबोट ऑपरेटिंग सिस्टम) और साइबर स्पेस में स्वायत्त ड्राइविंग संचालन के लिए ऑटोवेयर सॉफ्टवेयर पैकेज, ओकायामा जैसी स्थिर जानकारी शामिल है।पॉइंट-क्लाउड मैप/3डी मॉडल, यूनिटी जैसे 3डी विज़ुअलाइज़ेशन सॉफ़्टवेयर और इन बुनियादी ढांचे पर काम करने वाले गतिशील स्मार्ट मोबिलिटी एप्लिकेशन।
स्वायत्त वाहनों और आरएसयू में एज सर्वर आसपास के ट्रैफ़िक प्रतिभागियों जैसे वाहनों, साइकिलों और पैदल यात्रियों का पता लगाने के लिए LiDAR और कैमरों जैसे सेंसर का उपयोग करते हैं, जिससे स्थानीयकृत डिजिटल जुड़वाँ का निर्माण होता है।कई वाहनों और आरएसयू द्वारा पता लगाई गई जानकारी को क्लाउड में एकत्रित किया जाता है और पूरे क्षेत्र का एक विस्तृत क्षेत्र डिजिटल ट्विन बनाने के लिए पॉइंट क्लाउड/3डी मानचित्रों पर लगाया जाता है।
स्थानीय और विस्तृत क्षेत्र डिजिटल जुड़वाँ (किसी भी संख्या में परतों के साथ) की ऐसी पदानुक्रमित संरचना को शामिल करके, टकराव से बचाव और वितरण अनुकूलन जैसी विभिन्न आवश्यकताओं के साथ विभिन्न स्मार्ट गतिशीलता उपयोग के मामलों को समायोजित करना संभव है।
चित्र 2 ओकायामा स्मार्ट मोबिलिटी डिजिटल ट्विन का एक उदाहरण दिखाता है।निचला भाग भौतिक स्थान में वाहनों और आरएसयू की तस्वीरें प्रदर्शित करता है, जबकि शीर्ष भाग साइबर स्पेस में 3डी मानचित्र पर अंकित वाहनों (नीला) और पैदल यात्रियों (गुलाबी) की वास्तविक समय की जानकारी दिखाता है।
मध्य भाग LiDAR और अन्य सेंसर की डिटेक्शन रेंज के साथ पॉइंट क्लाउड पर सुपरइम्पोज़ किए गए डिटेक्शन परिणाम दिखाता है।यह देखा जा सकता है कि कई आरएसयू से पता लगाने के परिणाम एक साथ जुड़े हुए हैं।स्थानीय डिजिटल जुड़वाँ के लिए लगभग 10 एमएस और वैश्विक डिजिटल जुड़वाँ के लिए 100 एमएस की देरी के बावजूद, भौतिक और डिजिटल जुड़वाँ वास्तविक समय में लगभग सिंक्रनाइज़ हैं।
हाइब्रिड स्वायत्त ड्राइविंग V2X संचार के माध्यम से डिजिटल ट्विन द्वारा प्रदान की गई वैश्विक पर्यावरणीय टिप्पणियों के आधार पर पथ योजना के साथ स्वायत्त वाहनों द्वारा स्थानीय पर्यावरण अवलोकनों के आधार पर पथ योजना को एकीकृत करती है।इससे यातायात सुरक्षा और दक्षता दोनों में एक साथ सुधार संभव हो पाता है।
चित्र 3 हाइब्रिड स्वायत्त ड्राइविंग की प्रदर्शन प्रणाली को दर्शाता है।प्रदर्शन प्रणाली में, साइबर स्पेस में स्वायत्त वाहन का एक डिजिटल ट्विन बनाया जाता है, साइबर स्पेस में वैश्विक डिजिटल ट्विन पर पथ नियोजन किया जाता है, अनुकूलित पथ को भौतिक अंतरिक्ष में स्वायत्त वाहन में वापस भेजा जाता है, और वाहन स्वायत्त प्रदर्शन करता हैचयनित पथ और उसके सेंसर का उपयोग करके ड्राइविंग।
यह दुनिया में पहली बार है कि इस तरह की हाइब्रिड ऑटोनॉमस ड्राइविंग प्रणाली को व्यावहारिक रूप से लागू किया गया है।जबकि स्वायत्त ड्राइविंग का दृश्य मानव ड्राइविंग के समान वाहन के परिवेश तक ही सीमित है, वैश्विक डिजिटल ट्विन सड़क की स्थिति का निरीक्षण कर सकता हैरियल टाइमऔर विहंगम दृष्टि से, वास्तविक समय में सुरक्षित और अधिक कुशल मार्गों के चयन की अनुमति देता है।
प्रदर्शन प्रयोग के दौरान, स्वायत्त वाहन ने साइबर स्पेस में वैश्विक डिजिटल ट्विन का उपयोग करके अपने मार्ग पर एक पार्क किए गए वाहन और कई पैदल यात्रियों का पता लगाया, जिससे यह एक सुरक्षित और अधिक कुशल आसपास की सड़क में बदलने में सक्षम हो गया, और यह परिवर्तन भौतिक रूप से वापस आ गयास्वायत्त वाहन, हाइब्रिड स्वायत्त ड्राइविंग की प्राप्ति की पुष्टि करता है।
अधिक जानकारी:कुई वांग एट अल, स्मार्ट मोबिलिटी डिजिटल ट्विन आधारित स्वचालित वाहन नेविगेशन सिस्टम: अवधारणा का एक प्रमाण,बुद्धिमान वाहनों पर आईईईई लेनदेन(2024)।डीओआई: 10.1109/टीआईवी.2024.3368109
उद्धरण:स्मार्ट मोबिलिटी डिजिटल ट्विन हाइब्रिड ऑटोनॉमस और रिमोट ड्राइविंग के लिए वास्तविक दुनिया की यातायात स्थितियों को दोहराता है (2024, 19 सितंबर)20 सितंबर 2024 को पुनः प्राप्तhttps://techxplore.com/news/2024-09-smart-mobile-digital-twin-replications.html से
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