欧盟6G旗舰计划Hexa-X对工业6G数字孪生（DT）的关键技术进行了分析。

为克服新出现的挑战并为打开新的应用场景之门，6G应该引入多种DT关键技术，包括以下6种。

无线电接入技术

从无线接入技术的角度来看，从毫米波到亚太赫兹频段的新频谱的开发，不仅将提供巨大的带宽来支持具有足够数据吞吐量和连接密度的大规模数字孪生部署，而且还可以显著地缩短最小传输时间间隔（TTI），这意味着将带来更好的时间性能，以便在海量DT之间更准确地同步。

此外，这些新频段中的短波长使我们能够使用更紧凑的天线并在单个设备中实现更大的天线阵列，从而通过部署超大规模MIMO来实现极窄的波束宽度成为现实。从而提高了波束赋形的空间精度，不仅可以实现物理层安全，更好地保护数据终端应用中的网络安全和数据隐私，还可以有效提高空间复用增益，减少跨用户干扰，显著提高能源效率。这种增益可以通过引入所谓的无蜂窝大规模MIMO进一步放大，它也依赖于完美的波束赋型并允许多个接入点同时联合服务于同一移动设备。

最后，最近新兴的能量收集（EH）和同步无线信息与电力传输（SWIPT）技术有望为6G系统中的电池提供替代选择，以实现更可持续的DT网络。

人工智能

另一项有望为DT范式带来重要附加值的技术，尤其是从工业4.0的角度来看，是人工智能。通过人工智能，人类可以利用DT中收集的见解来做出更好的决策。

人工智能可以使DT更加智能，直到它们能够通过所谓的智能决策支持系统（IDSS）对它们所代表的物理实体做出决策并执行操作。例如，通过人工智能技术，工厂的DT可以持续监控机器的状态，并利用收集到的数据来实时重新配置底层流程，例如，减少停机时间和瓶颈。

人工智能功能和IDSS还可以帮助物流领域允许DT通过考虑需求和分销模型等因素对计划和调度做出数据驱动的决策。

上述行动可以支持优化和控制策略的实施，以提高效率并最终提高盈利能力。

由于移动网络边缘计算能力的快速提高，一个典型的用例是机器人技术，例如，计算机视觉对于移动机器人的导航以及与协作机器人的交互至关重要。人工智能技术在该领域的另一个典型应用是从其他传感器（如深度相机）收集的图像和数据中识别人类动作，以执行诸如轨迹预测和路径规划等，以确保在涉及协同操作的场景中的安全保障（定位人类和机器人代理）。

多接入边缘计算

现代人工智能算法的部署通常需要丰富的计算能力，而这正是多接入边缘计算（MEC）在6G工业DT系统中发挥关键作用的地方。

具体而言，通过将计算能力带到网络边缘，工业边缘网络及其相关的园区网络概念，不仅可以灵活部署数据驱动的应用程序和灵活卸载计算复杂的任务，还可以显著加快响应时间。

这种延迟的减少对于实时DT应用（例如协作远程呈现和协作机器人）尤为重要。

感知和定位

借助强大的人工智能解决方案和强大的MEC计算能力，DT系统仍然需要尽可能准确和及时的海量信息，以支持对某些资产、物体或人的建模。位置通常是此信息的关键和必要部分，尤其是在系统和子系统可能随时间改变的移动和灵活环境中。在这些情况下，准确的位置信息可以帮助DT了解其上下文和环境，从而极大地提高DT的性能，以便DT可以自动估计这些系统的新位置以相应地适应相关的应用。

通感一体化（ISAC）的新兴技术在提高定位性能方面表现出巨大潜力，无论目标系统是否能够发送及/或接收消息。作为另一个推动因素，传感器融合（例如气压传感器和无线电传感器）通过合并来自不同来源的位置信息有效地提高了同一目标的定位精度。有助于聚合、代理和利用此类信息的DT框架也很好地支持了这一原则。

此外，由于可自由操纵无线信号和标记无线信道，可重构智能表面（RIS）引起了人们对其在室内定位中的应用的研究兴趣，从而以低成本带来极高的精度提升。

人机接口

未来的工业DT系统除了可以通过现代传感器直接测量物理对象和人体的物理状态，如位置、速度、温度等，还应了解人的心理状态，以便实现以人为本。人类参与者的心理状态信息在工业过程中尤为重要，不仅因为它与工作效率相关，更重要的是关系到系统和人类自身的安全。

新型人机接口的最新发展使我们能够从直接可观察的物理特征（包括语音、面部表情、皮肤电反应信号、眼球运动和生物电）中检测关键的心理状态（尤其是理解力、注意力、疲劳和情绪）信号。通过集成这种心理状态信息，人类DT可以进化以更好地理解人类并预测他们的行为，这将在人类存在感知行业和协作机器人应用中发挥关键作用。

除了捕捉人类状态信息外，具有多感官反馈技术的新型人机接口也将为人类感知信息创造新的可能性。由于视觉和听觉是人类最重要的感官，视觉和听觉用户接口仍将无限期地成为工业系统向人类发送信息的主要方法。然而，传统的基于文本、二维图形和音频的视觉/听觉用户接口无法满足未来工业DT应用（如MR、沉浸式远程呈现和人机协作）的需求，因此必须进行扩展。

全息视觉、触觉反馈甚至神经刺激技术的部署，不仅将为人类与DT机器之间的高效交互打开一扇新的大门，而且使挑战者参与工业过程成为可能.

通信-计算-控制协同设计（CoCoCoCo）

DT在未来工业中的大规模部署导致不同网络控制系统（NCS）之间的复杂耦合及交互，每个网络控制系统都有其各自的通信、计算和控制模块。有限的资源（如无线电资源和CPU）必须在一定程度上共享。不仅在不同的NCS之间，而且在同一NCS的不同模块之间也是如此。

如此复杂的模块间和系统间依赖，正在挑战经典的系统设计范式，需要一种新的通信-计算-控制协同设计（CoCoCoCo）框架。它不仅有助于最大限度地提高资源效率，而且对未来工业系统大规模结对的可靠性提供保证。