协调数字孪生系统与数字实践及价值感知智能体的行为研究

### 协调数字孪生系统与数字实践及价值感知智能体的行为研究 在当今科技发展中，数字孪生和价值感知智能体等概念逐渐成为热门话题。数字孪生作为一种将物理世界与虚拟世界紧密相连的技术，在多个领域展现出巨大的应用潜力；而价值感知智能体则致力于使软件系统能够明确地考虑人类价值，确保决策的合理性和可信赖性。 #### 数字孪生系统的设计方法与数字实践 为了解决数字孪生模型中的一些潜在问题，提出了一种基于更细粒度的设计方法。该方法将交互逻辑从数字孪生模型中分离出来，从而提高了系统的灵活性和可重用性。在建模动态数字孪生系统时，有两个关键要求：一是将交互作为方法的核心要素；二是在考虑交互时，要结合其发生的上下文。 数字实践（Digital Practice，DP）为数字孪生带来了动态的社会视角。它是社会实践的数字孪生，具体结构如下： 1. **角色（Roles）**：包括人类和软件智能体的角色。人类是利益相关者，而智能体负责在实践中执行自主和主动的行为。 2. **上下文（Context）**：数字孪生在表示物理环境中的实体（人类、资源和空间）方面起着核心作用，用于定义实践的激活规则，即实践启动的特定情况。 3. **时间和空间（Time and Space）**：对于界定实践的激活规则至关重要。 4. **领域知识（Domain Knowledge）**：用于消除实践中含义的歧义，通常表示为关于特定领域的一组信念和规则，使软件系统能够进行自动推理和模式匹配。 5. **目标模型（Goal Model）**：代表实践的最终目的，融合了意义和社会期望，包括目标和软目标，它们通过关系相互关联。目标表示需要解决的世界状态，而软目标表示实践所倡导的品质和价值。 6. **能力集（Capabilities）**：指数字实体在数字实践中能够（预期）执行的操作。 7. **数字可供性（Digital Affordances）**：向最终用户传达在特定上下文中可能采取的行动以及如何与系统进行交互的方式。 8. **编排计划（Orchestration Plan）**：描述了为实现最终目的而通常采取的行动流程，不一定是静态计划。 9. **规范/条件（Norms/Conditions）**：适用于社会环境，描述了被认为可接受和不可接受的行为。 以老年环境辅助生活（Ambient Assisted Living，AAL）的设计为例，在护理中心场景中，物联网设备可用于监测物理位置和人员活动。环境传感器能收集房间内事件的音频和视频数据，可穿戴技术能提供实时生物数据和定位信息。数字孪生可以代表患者，反映其健康状况、心理状态和压力水平，还可用于追踪访客在建筑物内的移动和行为。一些物理空间（如客厅）也被建模为数字孪生，因为监测和控制这些地方的环境条件和活动对于确保良好的护理水平非常重要。 为了获得更精确的数据，系统应使用可穿戴设备。采用细粒度方法，将可穿戴设备建模为数字孪生，因为它们有需要定期更新的相关模型。这样，患者的数字孪生和设备的数字孪生可以独立存在和发展。但只有当患者实际佩戴可穿戴设备时，可穿戴数字孪生才有意义。 在跌倒管理场景中，确定了一个数字实践，包括患者（老年个体数字孪生）、他的智能手表（可穿戴数字孪生）、物理空间（客厅数字孪生）和护理人员（数字护理人员数字孪生）。当患有阿尔茨海默病的患者离开客厅且没有护理人员跟随他时，该实践启动，目的是监测他的行动并预防风险。计划是在患者离开房间时提醒护理人员，并在有危险情况发生时“派遣”最近的护理人员。 从方法学的角度来看，数字实践是一种一流的设计