元宇宙|面向虚拟孪生的跨学科教学设计与科教融合实践

发布者:系统管理员发布时间:2023-01-20浏览次数:57


编者按


元宇宙是依托互联网存在的平行于现实的数字世界。2021  年被称为“元宇宙元年”,增强/虚拟现实、人工智能、云计算、区块链、5G  等众多技术高速发展,也为新冠疫情下的在线教学模式提供了从数字化到智能化的全新转型思路。随着元宇宙逐渐从概念演变为现实,如何推进元宇宙相关技术的教育教学以及利用元宇宙的特点促进教育方式变革成为人们关心的问题。本期特开辟“元宇宙教学”专题,邀请多位该领域专家深入探讨元宇宙相关技术与计算机领域教育教学融合的可行性。



1 研究背景

1.1 虚拟孪生概念

虚拟孪生是实现元宇宙的重要技术系统,其概念衍生于数字孪生,数字孪生出现于  20 世纪90  年代,目前在制造业已经被广泛接受。数字孪生作为一种实现物理产品向信息空间映射的关键技术,通过充分利用布置在产品各部分的传感器,对产品进行数据分析与建模,将产品在不同真实场景中的全生命周期过程反映出来,近乎实时地呈现产品的实际情况。数字孪生的目标仅仅是物理实体,其定义并不涵盖对智能实体行为、人类组织形态、人工系统演化等领域的描述,也缺乏虚实动态实时互动。随着元宇宙概念被广泛关注以及人工智能、大数据、虚拟现实等相关技术的飞速发展,一个脱胎于数字孪生、更加细分的概念——虚拟孪生被提出。虚拟孪生是以真实世界中物理实体、智能实体和组织实体为对象,集成运用物理机理建模、智能行为建模、认知情感建模等建模仿真技术以及传感器、物联网、移动互联网等数字技术,对真实世界中各类实体的特征、行为、形成过程和性能等进行描述和建模,构建具有空间精确映射、虚实全息互联、自我演化学习、持续调整优化等特点的高逼真性仿真系统。虚拟孪生将“孪生”的对象从物理产品扩展到了智能制造、智慧城市等更宏大、更丰富的场景,成为构建元宇宙真实感和效率的重要手段 [1]。虽然目前元宇宙和虚拟孪生都处于发展初期阶段,但是相关产业的广阔前景已经毋庸置疑。在此背景下,高校在响应社会重大需求、培养面向未来的高水平创新型人才方面,肩负重要历史使命和社会责任。

1.2 面向虚拟孪生的教学挑战性

虚拟孪生是多种技术交叉、融合、延伸的创新领域,高校在教育中通过跨学科、跨领域 

 =====   阅读更多   =====


浙江工商大学 数字化办公室-版权所有     Copyright©2012—2021 nic.zjgsu.edu.cn All Rights Reserved.