本文转自瞭望智库微信公众号。
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1999年,两件看似无关的事,悄然埋下了今天AI发展的伏笔。
这一年,《黑客帝国》上映,描绘了一个基于AI构建、能够映射现实的虚拟世界——矩阵(Matrix)。
同年,GeForce 256图形芯片问世,GPU(Graphics Processing Unit,中文常简称为图形处理芯片)作为一种全新算力形态赋能千行万业。
二十多年后,这两处伏笔共同指向一个清晰的未来:人工智能(AI)正由感知式AI、生成式AI、智能体逐步走向与物理世界深度交互的新阶段——物理AI(Physical AI)。实现这一蓝图的关键,在于打造一个能够模拟万物、遵循物理规律的数字现实。
好消息是,我们无需从零开始构建这一数字体系。依托成熟的仿真(CAE)技术,我们已具备为物理AI快速搭建关键基础设施、夯实底层技术支撑的能力。仿真,正是解锁物理AI潜能、构建数字现实的核心密钥。
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仿真,破解物理AI的两重“次元壁”
物理AI的核心是“理解物理规律、交互物理世界”。它诞生于虚拟世界,却注定要赋能现实。但要从虚拟走向现实,需要冲破两重“次元壁”:数据和训练场。
互联网上,训练大模型的数据不计其数,反映真实物理规律的数据却极为稀缺,尤其是某些特定领域,比如具身智能和智能驾驶。这样一个物理数据支撑不足的数字世界,难以为下一代AI提供低成本、高效训练的数字孪生训练场。
换言之,人类需要为物理AI找到一个学识深厚、能与之有效协同的“老师”。
仿真正是这位老师。事实上,物理AI到来之前,仿真一直扮演着让数字世界了解真实物理规律的角色。

仿真技术,特别是基于第一性原理的计算机辅助工程(CAE)仿真,堪称一个“物理数据工厂”,能够依据严格的物理定律,在虚拟世界中批量生成高保真、标签完美的合成数据。无论是模拟单个齿轮的转动,还是整台机械臂的协同作业,仿真都能输出全过程、全参数的高质量数据,满足物理AI对大量真实数据的需求。
依托这些数据,人们可以为物理AI提供“安全训练场”,在数字孪生的世界中通过“试错”进行学习。就像飞行员在模拟机上练习起降一样。在这个1:1模拟真实世界的数字训练场中,AI可以无限试错、积累经验,无现实风险与成本负担,更好地探索极端场景,加速进化。


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仿真能力外化,为物理AI授之以渔
理论可行,但要将仿真赋能物理AI落到实处,需在产品与工具层面搭建逻辑关联。好在有路可走——将平台能力外化并实现跨领域服务的模式,已在其他领域多次验证可行。
比如,GPU诞生的初衷是让三维游戏的画面更逼真,后来成为数据时代的算力基石,这正是一次颇具偶然性的硬件能力外化。云计算领域则有更典型的案例,亚马逊云(AWS)最初只为服务亚马逊的电商业务,如今已成长为全球首屈一指的云计算服务供应商。
近年来,仿真行业也开始复制这一路径。那些经过工业场景验证的物理算法、求解器、模型等,通过平台化、接口化的方式,转化为物理AI所需的原材料和基础设施,正赋能物理AI的上下游产业。
眼下,国内已有企业率先行动。成立于2014年的北京云道智能科技股份有限公司(下称云道智能),在工业仿真领域已跻身国内头部,且在部分领域达到国际领先水平。面对物理AI的浪潮,云道智能将长期服务于工业界的“内部能力”系统性外化,推出以物理引擎为核心、融合生成式方法的物理AI平台Sim-PI。
Sim-PI拥有多物理场仿真能力,其材料结构和单元类型能精确刻画材料特性,提升弹性体仿真的真实感和可靠性,在毛发、绳索、线缆及柔性纤维等仿真中具有高真实感和准确性。同时,其接触搜索、接触变形以及接触力的精准计算模型,可以更好地反映真实世界的碰撞过程。可以说,Sim-PI扩展了仿真的场景边界,实现了更多场景从0到1的突破。
这不只是一次产品创新,更标志着云道智能从“工业仿真解决方案提供商”向“物理AI基础设施运营商”跃迁的战略升级。
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定义下一代AI生态模式
物理AI一旦进入应用阶段,可以和仿真相互赋能。仿真能从物理AI发展中获得新的应用蓝海,物理AI则能以前所未有的方式为仿真开拓成长空间。
为此,云道智能提出了以仿真为核心的“双螺旋”发展模式。

螺旋之一,工业仿真基于物理AI,奠定正确物理基石。Sim-PI的核心优势源于融入了云道智能沉淀十余年的工业仿真基因。这些在多体动力学、刚-柔-液体耦合仿真及物质点法等方面的技术能力,能使仿真环境与数据无限逼近物理真实。这也成为许多单一AI背景平台难以打破的壁垒。
螺旋之二,物理AI反哺工业仿真,开拓更广阔市场。在实际应用中,Sim-PI通过提供高保真仿真、生成海量数据、驱动更优AI训练,持续激发用户更多的仿真需求。这不仅为传统工业仿真开拓了更广阔的场景及垂直应用空间,也带动仿真技术自身进化,诸如GPU加速、AI代理模型秒级预测等效率革新。云道智能已经明确推进Sim-PI的全面GPU化,深度融合高性能计算提升整体效能。

除了“双螺旋”发展转型模板,云道智能也在推动一项围绕物理AI数据协作的创新。
数据是训练物理AI重要且稀缺的原材料。有效的数据共享能极大避免行业“重复发明轮子”的损耗。为此,云道智能正在酝酿一个“物理AI数据场”。借助这个“场”,机器人公司等企业无需完成所有训练场景,就可以像在超级市场购物一样,购买拧螺丝、分拣物品的仿真数据包。这不仅能提升产业效率,更有望催生一个围绕物理数据的新兴业态。
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赋能下一代AI全产业链
如果只看云道智能的Sim-PI规划,可能会产生一种错觉:仿真对物理AI的主要意义是,训练更懂得真实世界的模型。但实际上,仿真对物理AI的作用远不止于此。
根据产业共识,物理AI从下到上包含五层要素(见下图),仿真已渗透至每一层。

还是以云道智能为例。Sim-PI作为物理AI的数据库与训练场,提供了物理AI基础设施层,并参与了AI模型层的模型训练。云道智能的仿真产品,包括通用物理仿真软件、专用物理仿真软件、数字孪生等,则在其他要素中扮演着重要角色。
在能源电力层,Simdroid长期参与电网稳定性分析、电站预测性维护等关键环节,通过构建电力系统的超实时数字孪生,为AI算力所需的高效稳定供电提供坚实保障。
在芯片及计算基础设施层,针对先进封装所面临的电磁、散热与结构应力等极端复杂的多物理场挑战,伏图-芯片多物理场(Simdroid-IC)等仿真工具已成为优化设计、提升良率的“虚拟实验室”;为AI提供硬件与算力的云计算数据中心,也依赖高精度仿真进行空间设计,以优化散热与能耗。


在应用层,具备物理感知与交互能力的终端设备持续普及,带来了更多设计需求,这也正是Simdroid平台的优势与用武之地。
可见,仿真将在物理AI引发的建设热潮中,获得从底层硬件到顶层应用的全链条增长机会。
下一代AI的竞争,是物理AI的竞争,是一场围绕仿真能力、数据生态与基础设施开放性的综合较量。谁能更好地整合以上能力与资源,谁就掌握了定义下一代AI生态的主动权。
仿真,正处于这场变革的核心。
好消息是,相较于高端芯片方面的差距,中国企业在仿真领域与国际领先水平的差距在显著缩小。对于正全力发展新质生产力的中国而言,下一代AI,或许就是我们从跟跑向并跑甚至领跑的历史性窗口。