數位分身如何重塑越野自主系統的設計與控制？

數位分身技術正引領工程領域的革命性突破，這項技術不僅能建立動態模型，更能即時接收實體世界的數據並做出預測，進而影響現實決策。從能源系統、製造業到醫療領域，其應用範疇持續擴展。密西根大學汽車研究中心（ARC）更將其運用於設計、測試與控制自主越野車隊，實現人機協同作業的新模式。

雖然美國陸軍資助ARC卓越研究中心的主要目的在於提升遠距軍事投射能力，但這項技術的突破性發展，同樣能應用於野火救援、礦場作業甚至外星探測等高風險場域。機械工程系Roger L. McCarthy講座教授、同時擔任ARC主任的Bogdan Epureanu強調：「我們特別注重在開發初期就納入使用者反饋，這能幫助我們釐清關鍵問題：當系統具備特定功能時，實際操作者會如何運用？他們偏好哪些設計選項？」

為此，ARC團隊建立高度擬真的數位環境，讓使用者能透過沉浸式體驗與虛擬車輛互動，不必耗費鉅資打造實體車隊。這種「電影級」的模擬系統能精準呈現地形拓撲、土壤特性、植被分布等細節，並整合多感官回饋——包括車輛震動、傾斜角度甚至環境音效，大幅提升操作者的情境感知能力。

Epureanu教授解釋：「這絕非單純的遠端遙控，而是讓人類指揮官能在更高層級調度多輛具自主決策能力的車輛。」實務顯示，操作者常會發展出設計者未曾預料的使用方式，因此早期納入使用者經驗，有助於發現新的戰術思維與互動模式，指引後續功能開發方向。

在技術實現層面，ARC採用獨特的「雙軌驗證」機制：同步運行數位模擬與實體測試，透過每秒多次的數據更新，讓數位分身能即時預測未來5-10秒的車輛動態。這種機制特別重要，因為現實中影響車輛決策的變因過於複雜，模擬結果與實際行為可能出現細微差異。

團隊更開發生理監測系統，當AI偵測到人類指揮官出現認知負荷時，會自動簡化資訊呈現並降低風險決策。Epureanu指出：「自2018年轉型以來，我們持續突破傳統框架。當車輛無需考慮人類乘員的限制時，從能源管理到任務持續時間都產生根本性變革——這讓我們必須重新想像越野車輛的可能性。」

目前ARC與美國陸軍未來司令部合作建立的「地面車輛數位工程聯盟」，正積極發展混合實境技術，將易於建模的數位元素與難以模擬的實體特徵無縫整合。其中動態數據驅動應用系統（DDDAS）框架已展現卓越成效，透過即時數據整合與人機協同優化，大幅提升戰搜救任務的成功率。

在複雜的軍事應用場景中，數位分身技術讓指揮官能模擬各種作戰環境與潛在結果，做出更精準的決策。這項突破不僅彰顯ARC在前沿科技的領導地位，更為自主系統與國防應用開創嶄新格局。

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