数字孪生技术助力中拉海洋生物多样性保护

方园在中国（海南）南海博物馆的一间实验室里查看数字孪生资源库内的生物模型（9月15日摄）。新华社记者 杨冠宇 摄

新华社海口9月27日电（记者张源培、涂超华、吴梦）成群结队的鱼类在海洋里游弋、形态各异的珊瑚遍布海底……在海南省琼海市的中国（海南）南海博物馆北区展厅内，一块大型电子屏交替展示着南海和加勒比海数字化水下世界。稍作驻足，观众甚至可以见证海底生物不断生长的过程。

电子屏呈现的是一个海洋生物多样性数字孪生系统。除了具有科普展示功能之外，这个由智网互联实验室推进的数字仿真技术，正在通过模拟海洋生态系统，助力拉美国家海洋生态环境保护研究。

“比如我们对加勒比海某种鱼类构建了对应的数字孪生鱼，再给定这种鱼真实的生长环境数据，数字孪生鱼的生长结果就可以和真实鱼一样。”智网互联实验室中方主任罗训说。

在中国(海南)南海博物馆北区展厅内，方园（左）和同事在查看电子屏上的海洋生物多样性数字孪生系统（9月15日摄）。新华社记者 杨冠宇 摄

智网互联实验室是2019年由中国虚拟现实技术与系统国家重点实验室和哥伦比亚圣地亚哥卡利大学牵头支持成立的国际科技合作平台，以服务“一带一路”协同创新为宗旨，已联合多所中国科研机构和哥伦比亚高校合作开展海洋生物多样性的保护工作。

“生物多样性对哥伦比亚乃至所有拉美国家来说都非常重要。”哥伦比亚西蒙玻利瓦尔大学国际办公室主任罗米娜说，与智网互联实验室合作虽然只有一年多时间，但成果已开始显现。

南海和加勒比海同属热带海洋，纬度和海洋特性接近，共有海洋生物物种众多。中国和哥伦比亚的科研人员合作创建了加勒比海区域100多种鱼类、珊瑚和红树林的数字模型，通过数字孪生技术极大地提高了海洋生态保护和修复的效率。

“以珊瑚为例，最初需要2年才能在苗圃中生长到几厘米，之后最少需要20多年才能长到1米至2米大小，这几乎要花去一个科学家半辈子的时间。”罗米娜说，而现在科学家可以在几个小时甚至几分钟内看到珊瑚数十年的生长结果，从而可以制定更好的保护和修复计划。

方园（右）和同事在中国(海南)南海博物馆的一间实验室里查看数字孪生资源库内的生物模型（9月15日摄）。新华社记者 杨冠宇 摄

依托数字孪生技术，中国科学家正在为拉美国家的海洋生物多样性保护提供更多中国方案。

厄瓜多尔的加拉帕戈斯群岛由多个岛屿组成，有着较为封闭的生态系统。为了恢复岛屿的原生生物多样性，当地人引入了一些生物。但如何在保证不造成生物多样性失衡的情况下，精准地制定引入生物的种类、数量等，较难把握。

“智网互联实验室协同中国科学家与厄方合作，构建了封闭岛屿上的生态系统模型，通过数字孪生计算排除明显不合理的方案，帮助当地生物多样性保护工作高效开展。”罗训说。

海洋生物多样性数字孪生项目凝聚着众多科研人员的汗水和努力。在中国(海南)南海博物馆的一间实验室里，科研人员方园和她的同事正在将海洋生物信息上传项目资源库。

在中国(海南)南海博物馆北区展厅内，方园（左）和同事在查看电子屏上的海洋生物多样性数字孪生系统（9月15日摄）。新华社记者 杨冠宇 摄

中国(海南)南海博物馆是智网互联实验室的合作单位之一，方园是项目的馆方负责人。她的工作是通过馆藏的一万多件生物样本，对海洋生物进行基础性研究，并构筑涵盖生物形态、生活习性等诸多信息的生物模型。

“生物模型需要能够科学地反映生物的真实情况，并最终导入数字孪生资源库中。因此，研究数据的准确性将决定数字孪生项目的质量。这对我们的工作提出了很高的要求。”方园说。

目前，方园和她的团队已经初步建成了多种属、多层次、可演化、支持生态环境灵活配置组合的海洋生物多样性数字孪生体资源库，覆盖中国南海区域和拉美加勒比海区域。

9月20日，中国签署《海洋生物多样性协定》，开启了海洋生物多样性国际合作的新篇章。

“我们计划同更多国家共同构建数字孪生技术资源库，通过技术赋能助力海洋生物多样性保护工作。”罗训说。（参与记者：李晔、杨冠宇）