1999年,两件表面看似毫无关联的事件,悄然为今日ai的蓬勃演进埋下了关键伏笔。
这一年,《黑客帝国》震撼上映,构建出一个由人工智能驱动、高度拟真且可映射现实的虚拟世界——“矩阵”(Matrix)。
几乎同步,英伟达推出GeForce 256图形处理器(GPU),首次明确定义了“图形处理单元”这一全新算力范式,为后续千行百业的数字化跃迁提供了底层引擎。
二十余载光阴流转,这两条线索终于交汇于一个清晰方向:人工智能正跨越感知智能、生成智能与智能体阶段,加速迈向与物理世界深度耦合、实时互动的新纪元——物理AI(Physical AI)。而实现这一跃迁的核心支点,正是打造一个能精准模拟万物运行、严格遵循物理定律的数字现实空间。
值得庆幸的是,我们并非白手起家。依托已高度成熟的计算机辅助工程(CAE)仿真技术,中国乃至全球已具备快速搭建物理AI核心基础设施、筑牢底层技术根基的能力。仿真,已然成为解锁物理AI潜能、构筑可信数字现实的“密钥”。
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仿真,突破物理AI的双重“次元壁垒”
物理AI的本质,在于“理解物理规律、作用物理世界”。它诞生于代码与算法之中,却必须扎根于真实世界的重力、摩擦、热传导与能量守恒之上。然而,从虚拟走向现实,需跨越两道关键壁垒:高质量物理数据的匮乏,以及高保真训练场的缺失。
当前互联网虽蕴藏海量文本与图像数据,但符合物理约束、覆盖多工况、带精确标注的真实世界动力学数据却极为稀缺——尤其在具身智能、自动驾驶、精密制造等前沿领域。缺乏这类“物理语料”,数字世界便难以孕育真正懂现实的AI。
换言之,物理AI亟需一位既通晓牛顿力学、麦克斯韦方程,又能耐心陪练、容错试错的“数字导师”。
仿真正是这位理想导师。早在物理AI概念兴起之前,仿真就长期承担着让数字系统“学习物理”的使命。

图为云道智能伏图-电子散热模块(Simdroid-EC)机房散热效果图。来源:云道智能
尤其是基于第一性原理的CAE仿真,堪称一座“物理数据工厂”:它不依赖采集,而是依据经典与现代物理定律,在虚拟空间中批量生成高保真、全参数、带因果标签的合成数据。无论是单齿轮啮合的微米级应力分布,还是整套机械臂抓取柔性物体的全过程动态响应,仿真均可输出毫秒级精度的完整物理轨迹,完美匹配物理AI对大规模、高可靠性训练数据的迫切需求。
依托这些数据,人类得以构建安全可控的“数字孪生训练场”。在这里,AI如同飞行员在全动模拟机中反复练习特情处置——可无限试错、零风险迭代、低成本探索极端工况,从而加速掌握复杂物理交互逻辑,缩短从实验室到产线的落地周期。


图为云道智能机械臂物理AI训练。来源:云道智能
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仿真能力外溢,为物理AI授之以“渔”
理论可行,落地需桥。将仿真能力切实转化为物理AI可用的生产力,关键在于打通产品化与服务化的“最后一公里”。所幸,路径已有先例可循。
GPU最初只为渲染游戏画面,却意外成为AI时代的通用算力基石;亚马逊AWS本为支撑内部电商系统而建,最终成长为全球云计算标杆——这两次成功,本质都是核心技术能力的跨域外溢与平台化重构。
如今,仿真行业正复刻这一逻辑。那些历经数十载工业验证的物理模型、高鲁棒性求解器、多尺度耦合算法,正通过标准化接口、微服务封装与云原生架构,被系统性地解构、重组,转化为物理AI所需的“基础元件”与“数字土壤”。
国内已有先行者率先破局。成立于2014年的北京云道智能科技股份有限公司(简称云道智能),已在工业仿真领域稳居国内第一梯队,并在多体动力学、流固耦合等方向达到国际先进水平。面对物理AI浪潮,云道智能将沉淀十余年的“内功”全面外化,正式发布以物理引擎为底座、融合生成式AI方法的物理AI平台——Sim-PI。
Sim-PI具备强大多物理场协同仿真能力:其材料本构模型与非线性单元库可精细刻画金属塑性、橡胶超弹性、织物各向异性等复杂特性;在毛发飘动、绳索缠绕、柔性电缆弯折等高难度柔性体仿真中,展现出极高的视觉真实感与物理一致性;其自研接触搜索与力反馈算法,能精准还原毫秒级碰撞、滑动与粘附过程,显著逼近真实世界的交互细节。这意味着,Sim-PI不仅拓展了仿真的能力边界,更实现了多个关键场景从“不可仿”到“可靠仿”的历史性突破。
这不仅是单一产品的升级,更是云道智能从“工业仿真解决方案商”向“物理AI新型基础设施运营商”战略跃迁的标志性一步。
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共塑下一代AI生态范式
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当物理AI真正进入规模化应用阶段,它与仿真之间将形成双向赋能、螺旋上升的共生关系:仿真赋予AI扎实的物理根基,AI则反向激活仿真的新价值与新市场。
为此,云道智能提出以仿真为轴心的“双螺旋”发展模型。

来源:云道智能
螺旋之一,是“仿真筑基”:Sim-PI的核心优势,根植于云道智能十余年深耕工业场景所积累的硬核仿真基因——涵盖多体系统动力学建模、刚-柔-液强耦合仿真、物质点法(MPM)大变形求解等。这些能力使仿真环境与生成数据无限趋近物理真实,构成一道难以被纯AI背景团队轻易逾越的技术护城河。
螺旋之二,是“AI反哺”:Sim-PI通过提供高保真仿真环境、自动化生成海量训练数据、驱动更优AI策略迭代,持续激发用户对仿真服务的深度与广度需求。这不仅为传统仿真开辟了机器人训练、智能装备数字孪生、AI驱动预测性维护等全新垂直赛道,也倒逼仿真技术自身进化——如GPU加速求解、AI代理模型(Surrogate Model)实现秒级响应等效率革命。目前,云道智能已明确启动Sim-PI全栈GPU化战略,深度融合高性能计算,全面提升平台吞吐与响应能力。

图为Sim-PI:机械臂抓取布料。来源:云道智能
除“双螺旋”模式外,云道智能还在推动一项面向产业协同的数据基建创新——“物理AI数据场”。
数据是物理AI最稀缺的“燃料”,但重复建设仿真场景造成巨大资源浪费。该数据场旨在打造一个开放共享的物理数据交易平台:机器人企业无需自行搭建全部训练环境,即可像选购商品一样,按需采购“拧螺丝”“分拣易碎品”“攀爬斜坡”等标准化仿真数据包。此举有望显著提升研发效率,并催生围绕物理数据采集、标注、交易与合规治理的全新产业生态。
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贯通物理AI全产业链价值链
若仅聚焦Sim-PI的功能定位,或会误以为仿真仅服务于AI模型训练。实则不然。据业界共识,物理AI体系自下而上可分为五大层级(见下图),而仿真能力已深度渗透至每一环。

图为物理AI的“五层蛋糕”。来源:云道智能
仍以云道智能为例:Sim-PI作为物理AI的“数据库+训练场”,锚定基础设施层,并深度参与AI模型层的构建;其通用与专用仿真软件、数字孪生平台,则广泛覆盖工具链层与系统集成层。
在能源电力层,Simdroid长期支撑电网暂态稳定性分析、新能源电站设备预测性维护等核心任务,通过构建超实时数字孪生系统,为AI算力集群提供稳定、低碳、高弹性的电力保障。
在芯片与算力基础设施层,针对先进封装中电磁干扰、热应力耦合、结构形变等极端多物理场挑战,“伏图-芯片多物理场仿真平台(Simdroid-IC)”已成为芯片设计环节不可或缺的“虚拟实验室”,大幅缩短迭代周期、提升量产良率;而支撑AI训练的云计算数据中心,同样依赖高精度流体-热-结构联合仿真进行机房布局优化,以实现散热效率最大化与PUE值最小化。


图为云道智能数据中心散热解决方案。来源:云道智能
在终端应用层,随着具身智能终端、工业移动机器人、可穿戴外骨骼等具备物理感知与执行能力的设备加速普及,其结构设计、运动控制、人机交互等环节对仿真提出更高要求——而这恰恰是Simdroid平台的核心优势所在。
由此可见,仿真将在物理AI引发的系统性建设热潮中,迎来覆盖“芯片—算力—模型—系统—终端”的全栈式增长机遇。
下一代AI的竞争,本质是物理AI的竞争;而这场竞争,终将落位于仿真能力的深度、数据生态的广度与基础设施开放性的高度。谁能统筹整合技术、数据与生态资源,谁就握有定义未来AI格局的战略主动权。
仿真,正站在这场深刻变革的中央。
尤为振奋的是,相较于高端芯片等领域的差距,中国仿真企业与国际顶尖水平的距离正在显著收窄。对于正全力培育新质生产力的中国而言,物理AI所开启的,或许正是我们从技术跟跑迈向并跑、甚至局部领跑的历史性窗口。
文章来源于瞭望智库









