著名科幻小說(shuō)家劉慈欣曾說(shuō)過(guò)，人類面前有兩條路，一條向外，通往星辰大海;一條向內(nèi)，通往虛擬現(xiàn)實(shí)。正如他所說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)正在以全新的面貌出現(xiàn)在當(dāng)代人的生活。

在科幻小說(shuō)《雪崩》中，美國(guó)一家游戲公司依據(jù)“超元域”構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)虛擬世界，引出了當(dāng)下經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的熱詞——元宇宙。在小說(shuō)里，人們只要通過(guò)公共入口鏈接，就可以以虛擬化身的形象進(jìn)入，開啟有別于現(xiàn)實(shí)世界的另一種人生。之后，這種虛擬與現(xiàn)實(shí)交叉的世界被稱之為元宇宙(Metaverse)。

如今，基于小說(shuō)“雪崩”所產(chǎn)生的元宇宙概念正在席卷現(xiàn)實(shí)世界，人們認(rèn)為，游戲和社會(huì)是最貼近元宇宙的兩大領(lǐng)域。事實(shí)似乎也證明了這一點(diǎn)，以Facebook為代表的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)正在對(duì)元宇宙產(chǎn)生狂熱的想法。然而，這種狂熱和虛擬也讓一些人看得云里霧里，炒作?夸大?噱頭?種種質(zhì)疑隨之涌現(xiàn)。

從無(wú)人駕駛尋找元宇宙

但，元宇宙真的是噱頭嗎?

元宇宙的概念起源于賽博空間。賽博空間于1991年催生了鏡像世界的軟件技術(shù)概念，隨后于 1992 年衍生出賽博朋克(Cyberpunk)文化概念“元宇宙”，實(shí)際就是一個(gè)平行于真實(shí)世界的社會(huì)化賽博空間。

自賽博空間誕生以來(lái)，出現(xiàn)了許多與元宇宙類似的概念，如影子系統(tǒng)、數(shù)字孿生、鏡像世界等等。但本質(zhì)上，數(shù)字孿生是最簡(jiǎn)單的虛實(shí)一對(duì)一平行系統(tǒng)，其系統(tǒng)性地規(guī)模化以后，元宇宙隨之誕生，而當(dāng)元宇宙實(shí)現(xiàn)知識(shí)自動(dòng)化和智能化，最終將成為真正意義上的平行智能系統(tǒng)。

簡(jiǎn)言之，元宇宙是通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的復(fù)刻，構(gòu)建虛擬世界，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)、生活等各個(gè)環(huán)節(jié)的仿真。之后，通過(guò)預(yù)測(cè)現(xiàn)實(shí)世界，借助算力在虛擬世界中推演多鐘可能性，從而使解決方案更加全面化。在一系列的技術(shù)布局之后，一個(gè)游離在虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界的元宇宙就此誕生。

無(wú)人駕駛在礦山的落地，正是這樣的一個(gè)過(guò)程。

圖1：世界上第一本挖掘和裝載無(wú)人車領(lǐng)域的學(xué)術(shù)著作

在遠(yuǎn)離消費(fèi)者的工業(yè)世界，元宇宙正在以全新的速度搭建。正常情況下，一個(gè)正在開采的煤礦，需要工人開車在各個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行挖掘、運(yùn)輸、卸載等工作。這里面，人是最核心的單位。但在無(wú)人駕駛的世界里，無(wú)論是挖掘還是運(yùn)輸，都不再需要工人在現(xiàn)場(chǎng)，而是在遠(yuǎn)離粉塵的辦公室內(nèi)，操控著煤礦挖掘的所有過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的元宇宙。

如果一輛車在煤礦進(jìn)行上述工作可以稱之為元宇宙中的一個(gè)基本單位，那么多輛無(wú)人駕駛車輛的交匯，則構(gòu)成了一個(gè)更大的元宇宙。更甚之，一個(gè)采用了無(wú)人駕駛技術(shù)煤礦是一個(gè)元宇宙，那么多個(gè)煤礦同時(shí)在無(wú)人狀態(tài)下進(jìn)行的開采挖掘則是單位元宇宙的進(jìn)一步延展。

礦山元宇宙究竟是什么?

想象一下，如果你正在打一場(chǎng)虛擬游戲，游戲中需要完成礦山開采的任務(wù)，那么效率就是你贏得游戲的關(guān)鍵。要實(shí)現(xiàn)效率，一只編組的無(wú)人駕駛車隊(duì)是你的首選。隨著你的效率越來(lái)越高，你可以同時(shí)管理好多個(gè)礦山。這一切，都在通過(guò)科技和大數(shù)據(jù)、算力來(lái)實(shí)現(xiàn)。在你構(gòu)建的虛擬世界中，一個(gè)元宇宙就此誕生。而這，正是礦山元宇宙的構(gòu)成。

上述智慧礦山在現(xiàn)實(shí)世界的規(guī)模化落地，正是基于平行系統(tǒng)理論產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)成果。

早在2004年，中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所就正式提出了平行系統(tǒng)理論并持續(xù)開展相關(guān)科學(xué)研究，這正是元宇宙和數(shù)字孿生背后的智能科學(xué)與技術(shù)。

圖2：平行系統(tǒng)的基本框架

在近來(lái)的許多智能科技與產(chǎn)業(yè)研討會(huì)上，許多行業(yè)大咖也不止一次提出：“元宇宙背后的科學(xué)問題、基礎(chǔ)理論和體系方法是什么?如何用它來(lái)服務(wù)產(chǎn)業(yè)的智能升級(jí)?”慧拓智能提出的平行礦山操作系統(tǒng)無(wú)疑為此提供了可信可靠的一種答案。

那么，何為平行礦山操作系統(tǒng)?智能礦山由現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景、平行管控中心、虛擬礦山、遠(yuǎn)程操控平臺(tái)構(gòu)成，智能礦山操作系統(tǒng)則包括單車作業(yè)系統(tǒng)、多車協(xié)同系統(tǒng)、車路協(xié)同系統(tǒng)、無(wú)人駕駛智能系統(tǒng)、調(diào)度管理系統(tǒng)、平行運(yùn)輸系統(tǒng)、監(jiān)管系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)管系統(tǒng)、通信系統(tǒng)9個(gè)子系統(tǒng)，全系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)平臺(tái)提供算力支持。各個(gè)系統(tǒng)各司其職，最后實(shí)現(xiàn)智能礦山，也就是礦山元宇宙。

本質(zhì)上，元宇宙是平行系統(tǒng)的一個(gè)子集。而平行礦山系統(tǒng)，則是礦山元宇宙的工程化終極表現(xiàn)形態(tài)。

最終，這種由計(jì)算機(jī)提供腦力支持和技術(shù)支持的結(jié)局方案，將人類從危險(xiǎn)的開采環(huán)境中解放出來(lái)，并突破了人類的工作時(shí)間、強(qiáng)度的限制，實(shí)現(xiàn)高效且安全的礦山開采。

圖3：愚公無(wú)人礦山整體解決方案

2020年5月，慧拓發(fā)布了“愚公YUGONG”無(wú)人礦山整體解決方案，其核心就是虛擬礦山與現(xiàn)實(shí)礦山實(shí)時(shí)互動(dòng)、協(xié)同工作、平行演進(jìn)的平行礦山操作系統(tǒng)，通過(guò)一體化指揮與調(diào)度經(jīng)過(guò)改裝的智能化單車作業(yè)系統(tǒng)、多車協(xié)同系統(tǒng)和車路協(xié)同系統(tǒng)，完成多種場(chǎng)景下的各類諸如智慧運(yùn)輸調(diào)度、智能無(wú)人駕駛、遠(yuǎn)程接管任務(wù)，進(jìn)而遷移到不同礦區(qū)不同作業(yè)場(chǎng)景，推動(dòng)礦區(qū)智能化無(wú)人化發(fā)展。該系統(tǒng)可大幅度降低人工成本，提高生產(chǎn)作業(yè)效率，并可結(jié)合社會(huì)發(fā)展要素為實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展礦區(qū)提供技術(shù)支撐。

礦山元宇宙加速發(fā)展

不論是追捧還是爭(zhēng)議，元宇宙都在智慧礦山領(lǐng)域塑造著新的生產(chǎn)力。

實(shí)際上，隨著科技手段和工業(yè)發(fā)展的進(jìn)步，我國(guó)智能化礦山建設(shè)經(jīng)歷了人工炮采、普通機(jī)械化開采、綜合機(jī)械化開采和智能化設(shè)備開采階段，即將進(jìn)入虛實(shí)合一的平行智能開采階段。無(wú)論是數(shù)字孿生礦山、還是礦山元宇宙，本質(zhì)上都是不同復(fù)雜程度的軟件定義的礦山環(huán)境，通過(guò)進(jìn)一步利用并釋放計(jì)算機(jī)模擬世界的力量，為改進(jìn)現(xiàn)有礦山挖掘、運(yùn)輸、排放流程并打造新時(shí)代的智能化礦山管理運(yùn)營(yíng)體系提供支撐手段。

圖4：虛實(shí)互動(dòng)的平行礦山

慧拓平行礦山系統(tǒng)通過(guò)構(gòu)建與實(shí)際礦山環(huán)境與設(shè)施平行的仿真環(huán)境，在賦能傳統(tǒng)企業(yè)智能化數(shù)字化的道路上取得了多項(xiàng)重大的工程進(jìn)展：與國(guó)家能源集團(tuán)、華能集團(tuán)、中煤集團(tuán)、大唐集團(tuán)、陜煤集團(tuán)、寶武集團(tuán)、云南錫業(yè)集團(tuán)、江銅集團(tuán)、中國(guó)黃金集團(tuán)、紫金礦業(yè)、金隅陽(yáng)泉冀東水泥建立合作，助力工礦企業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)，助力礦山行業(yè)早日實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

未來(lái)，礦山元宇宙或?qū)⒊蔀楸娬f(shuō)紛紜的元宇宙中最貼地氣的一種。

可以預(yù)見，在不久的將來(lái)，一座礦山的生產(chǎn)能力可能不僅僅取決于其實(shí)際生產(chǎn)規(guī)模與效率，更取決于與其伴生的軟件定義的人工礦山的生產(chǎn)規(guī)模與效率。平行礦山系統(tǒng)的落地應(yīng)用，將有效促進(jìn)工礦企業(yè)掌握數(shù)字化時(shí)代的話語(yǔ)權(quán)，成為礦山元宇宙工程化落地的最佳解決方案。