Cyfrowy bliźniak - nowoczesny symulator

Zdjęcie: Getty'ego

Nowe technologie reprezentuje między innymi: sztuczna inteligencja, uczenie maszynowe, Internet rzeczy, chmura obliczeniowa, druk 3D oraz sieci 5G. Cyfrowe bliźniaki to innowacyjna technologia, która rewolucjonizuje sposób, w jaki zarządzamy i monitorujemy fizyczne obiekty oraz procesy. Koncepcja ta polega na stworzeniu cyfrowej, wirtualnej kopii rzeczywistego obiektu, która na bieżąco odwzorowuje jego stan, zachowanie i parametry. Choć początkowo wykorzystywane głównie w przemyśle, dziś cyfrowe bliźniaki znajdują zastosowanie w wielu branżach, od logistyki po medycynę, a ich rola stale rośnie w erze cyfrowej transformacji.

Co to jest cyfrowy bliźniak?

Cyfrowy bliźniak (ang. digital twin) to rozwiązanie nowych technologii, który polega na stworzeniu cyfrowej wersji fizycznego obiektu. Pokazuje przebieg życia obiektu, który jest aktualizowany na podstawie danych w czasie rzeczywistym i wykorzystuje symulację, uczenie maszynowe i rozumowanie, aby pomóc w podejmowaniu decyzji. Do podstawowych funkcji tego rozwiązania należy: monitorowanie, analiza i symulacje. Umożliwiają one bezpieczne testowanie i prototypowanie, poprawę wydajności, produktywności i bezpieczeństwa, a także skrócenie czasu wprowadzania produktów na rynek.

Przykłady zastosowania cyfrowych bliźniaków:

Przemysł (produkcja, optymalizacja)

Tworząc wirtualną replikę danego procesu przemysłowego, producenci mogą sprawniej oceniać dane, analizować trendy wydajności w konkretnym czasie i optymalizować swoje operacje. Firmy mogą ich używać do śledzenia kluczowych wskaźników wydajności, takich jak: temperatura, ciśnienie i prędkość. Mogą również monitorować warunki środowiskowe i wykrywać możliwe przeszkody w produkcji, które mogą wskazywać na możliwy problem lub wadę. 

Transport i logistyka (optymalizacja ruchu, zarządzanie pojazdami)

W obszarze transportu i logistyki tworzone są wirtualne modele systemów transportowych, takich jak drogi, mosty i pociągi. Prototypy te są tworzone w celu symulacji zachowania tych systemów w różnych scenariuszach, takich jak korki uliczne, warunki pogodowe i zdarzenia konserwacyjne. Ich zadaniem jest dostarczanie kierowcom informacji w czasie rzeczywistym, na przykład o warunkach ruchu drogowego, zamkniętych drogach i ostrzeżeniach pogodowych, aby pomóc im podejmować lepsze decyzje na drodze.

Budownictwo i infrastruktura (zarządzanie budynkami)

Umożliwia testowanie różnych scenariuszy w projekcie budowlanym takich jak: zmiany w projekcie, zakłócenia pogodowe lub zdarzenia związane z bezpieczeństwem. Na przykład, pozwala firmom budowlanym zobaczyć, jak będzie wyglądało oświetlenie wewnątrz każdej hali i pokoju oraz ile osób może korzystać z przestrzeni.

Medycyna (modele ludzkiego organizmu)

Dzięki zebraniu obszernych i precyzyjnych danych o historii medycznej danej osoby technologia umożliwia jest spersonalizowanie leków względem danego człowieka. Profesjonaliści opieki zdrowotnej mogą dostosować leczenie i leki do potrzeb każdego pacjenta. Badając wirtualne modele powstałe na podstawie historii medycznej danego pacjenta, naukowcy mogą uzyskać wgląd w postęp choroby, testować nowe hipotezy i przyspieszyć rozwój innowacyjnych metod leczenia. Wirtualne środowisko zapewnia bezpieczeństwo podczas przeprowadzania eksperymentów, dzięki czemu nie narażania prawdziwych pacjentów na ryzyko. 

Wyzwania i ograniczenia

Mimo ogromnych korzyści, jakie niesie technologia cyfrowych bliźniaków, istnieje również szereg zagrożeń i wyzwań, które mogą utrudniać ich wdrażanie i skuteczne wykorzystanie: Bezpieczeństwo danych i prywatność- zhakowanie modelu może prowadzić do wycieku wrażliwych informacji, zakłócenia funkcjonowania urządzeń czy manipulacji danymi. Wysokie koszty wdrożenia i utrzymania- wymaga znacznych nakładów finansowych oraz specjalistyczne kompetencje. Zależność od dokładnych danych- Działanie cyfrowych bliźniaków opiera się na precyzyjnych danych. Jakiekolwiek błędy w zbieraniu lub analizie danych mogą prowadzić do błędnych prognoz, złych decyzji i problemów operacyjnych. Cyfrowe bliźniaki to innowacyjna technologia, która rewolucjonizuje sposób, w jaki zarządzamy i monitorujemy fizyczne obiekty oraz procesy. Posiada ogromny potencjał w optymalizacji działań, poprawie wydajności i podejmowaniu bardziej świadomych decyzji opartych na bazach danych. Wirtualne repliki prawdziwego świata umożliwią użytkownikom tworzenie symulacji miejsc, obiektów i systemów oraz eksperymentowanie z nimi bez ryzyka i zakłóceń w świecie rzeczywistym. Aby w pełni wykorzystać możliwości cyfrowych bliźniaków i zminimalizować zagrożenia, konieczne jest odpowiednie zabezpieczenie danych, inwestycje w infrastrukturę oraz rozwój regulacji chroniących prywatność i bezpieczeństwo użytkowników.

Dodatkowe źródło: https://www.toobler.com/blog/digital-twin-examples