Καθώς αυξάνεται ο όγκος των δεδομένων που έχουμε, αυξάνεται και ο όγκος των χρήσιμων πληροφοριών που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να λάβουμε σημαντικές αποφάσεις στον πραγματικό κόσμο. Οι περιλήψεις, τα μοντέλα και οι προσομοιώσεις σημείων δεδομένων παρέχουν αυτές τις αποφάσεις. Στην εποχή των Big Data, tΤο απόλυτο επόμενο βήμα σε αυτό είναι η έννοια των ψηφιακών διδύμων.
Ένα ψηφιακό δίδυμο είναι μια εικονική αναπαράσταση κάποιου φυσικού αντικειμένου ή διαδικασίας. Πρόκειται για προσομοιώσεις που μπορούν να προβλέψουν την απόδοση ενός συγκεκριμένου αντικειμένου ή υπηρεσίας στον πραγματικό κόσμο.
Διάφορες βιομηχανίες έχουν αρχίσει να αναζητούν την εφαρμογή ψηφιακών δίδυμων δικών τους προϊόντων και υπηρεσιών για να κάνουν κάθε είδους βελτιώσεις.
Ας ρίξουμε μια ματιά στην ιστορία των ψηφιακών διδύμων και πώς διαφέρουν από τις προσομοιώσεις που χρησιμοποιούνται πιο συχνά σήμερα. Θα εξετάσουμε επίσης πώς τα ψηφιακά δίδυμα μπορούν να φέρουν επανάσταση σε διάφορους κλάδους, από την υγειονομική περίθαλψη, μέχρι τη μεταποίηση ή ακόμα και ολόκληρες πόλεις.
Τι είναι το Digital Twin;
Η ιστορία
Ο όρος "ψηφιακό δίδυμο" εμφανίστηκε για πρώτη φορά σε έγγραφα της NASA το 2010. Το ψηφιακό δίδυμο περιγράφηκε ως "μια ολοκληρωμένη πολυφυσική, πολλαπλής κλίμακας πιθανολογική προσομοίωση ενός οχήματος ή συστήματος που χρησιμοποιεί τα καλύτερα διαθέσιμα φυσικά μοντέλα, ενημερώσεις αισθητήρων, ιστορικό στόλου κ.λπ., για να αντικατοπτρίζει τη ζωή του ιπτάμενου διδύμου του."
Αυτή η τεχνολογία ενέπνευσε αργότερα την Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ, η οποία χρησιμοποίησε ψηφιακά δίδυμα των πλαισίων των αεροσκαφών τους για να προβλέψουν την κόπωση και τη ζημιά. Ονόμασαν αυτή την τεχνολογία Airframe Digital Twin και είχε ως στόχο να χρησιμεύσει ως εικονικός αισθητήρας υγείας καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής του κάθε αεροσκάφους.
Digital Twin vs Models
Μία από τις βασικές πτυχές ενός ψηφιακού δίδυμου είναι ότι το δίδυμο πρέπει να έχει ένα αντίστοιχο αντικείμενο στον πραγματικό κόσμο. Το ψηφιακό δίδυμο είναι κάτι περισσότερο από ένα απλό σχέδιο ή σχηματικό.
Ο σύγχρονος ορισμός του ψηφιακού διδύμου θεωρεί ότι είναι καλύτερο το ψηφιακό μοντέλο και το φυσικό αντικείμενο να συλληφθούν ταυτόχρονα. Αυτά τα δίδυμα «μεγαλώνουν» μαζί καθώς περνά ο καιρός.
Μια ψηφιακή δίδυμη προσέγγιση στην κατασκευή θα περιλάμβανε το ψηφιακό δίδυμο ακόμη και μετά το στάδιο του πρωτοτύπου. Τα δεδομένα που ανακτώνται από το πρωτότυπο θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση του ψηφιακού δίδυμου. Το βελτιωμένο μοντέλο μπορεί στη συνέχεια να προβλέψει την απόδοση των μελλοντικών πρωτοτύπων.
Χαρακτηριστικά των Ψηφιακών Διδύμων
- Συνδεσιμότητα
Ένα ψηφιακό δίδυμο απαιτεί συνδεσιμότητα. Η σχέση μεταξύ ενός ψηφιακού δίδυμου και του αντίστοιχου στην πραγματική ζωή απαιτεί μια αξιόπιστη ροή δεδομένων. Η ψηφιακή δίδυμη τεχνολογία μπορεί να χρησιμοποιήσει το Διαδίκτυο των πραγμάτων (IoT) και τη Μηχανική Μάθηση (ML) για την ανάλυση δεδομένων που προέρχονται συνεχώς από αισθητήρες από πολλαπλές πηγές. - Ομογενοποίηση
Λόγω της αύξησης της διαθέσιμης υπολογιστικής ισχύος, είμαστε πλέον σε θέση να πραγματοποιήσουμε σχεδόν ομογενοποίηση δεδομένων που προέρχονται από διαφορετικές πηγές. Και επειδή όλα τα απαραίτητα δεδομένα καταγράφονται σε μία μόνο οντότητα, είναι πολύ πιο εύκολα κοινοποιήσιμα. - Επαναπρογραμματισμός
Η τεχνολογία Digital Twin μάς επιτρέπει να επαναπρογραμματίζουμε υπηρεσίες και προϊόντα με βάση τα σχόλια σε πραγματικό χρόνο. Χρησιμοποιώντας την ML, μπορούμε να έχουμε ψηφιακά δίδυμα που γίνονται ακόμη πιο έξυπνα στη λήψη αποφάσεων καθώς συλλέγονται περισσότερα δεδομένα. - Αρθρωτότητα
Μεγάλα, πολύπλοκα συστήματα που καταγράφονται με τη χρήση ψηφιακής διπλής τεχνολογίας επωφελούνται από την αρθρωτή σχεδίαση. Τα DT μπορούν να επιτρέψουν στους κατασκευαστές να ανακαλύψουν ποια συγκεκριμένα εξαρτήματα μιας συσκευής έχουν χαμηλή απόδοση.
Ψηφιακές Δίδυμες Εφαρμογές
Τα ψηφιακά δίδυμα μπορούν να εφαρμοστούν σε σχεδόν κάθε κλάδο. Ένα τόσο ισχυρό μοντέλο θα μπορούσε να βελτιώσει τα στάδια σχεδιασμού, κατασκευής και λειτουργίας ενός συγκεκριμένου προϊόντος ή υπηρεσίας. Τα ακόλουθα είναι μερικά παραδείγματα για το πώς μπορούν να εφαρμοστούν οι ψηφιακές δίδυμες τεχνολογίες σε ορισμένους τομείς.
1. Αεροπορία
Χρησιμοποιώντας ψηφιακά δίδυμα, οι εταιρείες μπορούν πλέον να έχουν ένα ψηφιακό αποτύπωμα ολόκληρου του τρόπου ζωής ενός προϊόντος, από το σχεδιασμό έως τη λειτουργία.
Για παράδειγμα, η αεροδιαστημική εταιρεία Boeing χρησιμοποιεί ψηφιακά δίδυμα για να σχεδιάσει το αεροσκάφος του. Μπορούν να εκτελέσουν προσομοιώσεις όλων των τμημάτων του αεροπλάνου για να προβλέψουν πώς και πότε μπορεί να αποτύχουν στο μέλλον.
Αυτό το είδος της μηχανική βασισμένη σε μοντέλα επιταχύνει την έρευνα και την ανάπτυξη και επιτρέπει ένα ολοκληρωμένο σύστημα. Τα στάδια σχεδιασμού, κατασκευής και λειτουργίας τρέχουν πλέον παράλληλα και μοιράζονται δεδομένα μεταξύ τους.
2. Εφοδιαστικές Αλυσίδες
Τα ψηφιακά δίδυμα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην πραγματικότητα αλυσίδες εφοδιασμού για τη δημιουργία ενός λεπτομερούς μοντέλου της συμπεριφοράς της εφοδιαστικής αλυσίδας. Ψηφιακά δίδυμα επιτρέπουν προσαρμογές on-the-fly και μια πολύ λεπτομερή προβολή ολόκληρης της αλυσίδας εφοδιασμού.
Τα ψηφιακά δίδυμα εφοδιαστικής αλυσίδας χρησιμοποιούν ροές πληροφοριών σε πραγματικό χρόνο. Δεδομένα όπως επερχόμενες αποστολές, τοποθεσίες οχημάτων και απόθεμα μπορούν να βοηθήσουν στην αξιολόγηση της τρέχουσας κατάστασης της αλυσίδας εφοδιασμού. Αυτά τα ψηφιακά δίδυμα μπορούν να προγραμματιστούν ώστε να κάνουν μια συγκεκριμένη ενέργεια μόλις συμβούν ορισμένα συμβάντα, όπως όταν ένα προϊόν είναι εκτός αποθέματος.
Υπό το πρίσμα της πανδημίας COVID-19, τα ψηφιακά μοντέλα της εφοδιαστικής αλυσίδας μπορούν να συμβάλουν στον μετριασμό των κινδύνων. Τα ψηφιακά δίδυμα επιτρέπουν την ακριβή παρακολούθηση και παράδοση σημαντικών περιουσιακών στοιχείων, όπως εμβόλια, δείγματα εργαστηρίου και άλλος ιατρικός εξοπλισμός.
Περιουσιακά στοιχεία όπως τα εμβόλια απαιτούν ορισμένες θερμοκρασίες κατά τη μεταφορά, οι οποίες μπορούν να παρακολουθούνται χρησιμοποιώντας ψηφιακά δίδυμα.
3. Υγειονομική περίθαλψη
Χρησιμοποιώντας την ψηφιακή δίδυμη τεχνολογία, οι γιατροί μπορούν σύντομα να δημιουργήσουν εικονικά όργανα που μπορούν να προσαρμοστούν σε έναν συγκεκριμένο ασθενή. Επιστήμονες στην Καρδιολογική Κλινική στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Χαϊδελβέργης, στη Γερμανία, έχουν ήδη αρχίσει να προσομοιώνουν ένα ψηφιακό δίδυμο καρδιά. Η εικονική καρδιά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πρόβλεψη της εξέλιξης της καρδιακής νόσου ενός ασθενούς και τις απαντήσεις στις φαρμακευτικές θεραπείες.
Χρησιμοποιώντας αυτά τα ψηφιακά δίδυμα, οι γιατροί μπορούν να δουν το ποσοστό επιτυχίας της καρδιοχειρουργικής πριν ληφθούν οποιεσδήποτε αποφάσεις. Πιο πολύπλοκα μοντέλα κινδύνου όπως τα ψηφιακά δίδυμα μπορούν να βρουν λύσεις που ταιριάζουν σε έναν συγκεκριμένο ασθενή και όχι μόνο μια λύση για μια συγκεκριμένη ομάδα κινδύνου.
4. Ψηφιακές Δίδυμες Πόλεις
Με την αυξανόμενη ζήτηση για έξυπνες πόλεις, σύντομα θα συλλέγεται ένας τεράστιος όγκος δεδομένων στις πόλεις. Οι έξυπνες πόλεις στοχεύουν στην παρακολούθηση όλων των ειδών της δραστηριότητας της πόλης, από δεδομένα κίνησης, ιχνηλάτηση επαφών και περιβαλλοντικούς δείκτες.
Ως αποτέλεσμα, η διαθεσιμότητα αυτών των δεδομένων θα μας επιτρέψει να δημιουργήσουμε σύντομα ψηφιακά δίδυμα από ολόκληρες πόλεις.
Σύμφωνα με Arup, «η υπόσχεση του ψηφιακού δίδυμου της πόλης είναι να βοηθήσει στην παροχή ενός περιβάλλοντος προσομοίωσης, να δοκιμάσει επιλογές πολιτικής, να αναδείξει τις εξαρτήσεις και να επιτρέψει τη συνεργασία σε όλους τους τομείς πολιτικής, βελτιώνοντας παράλληλα τη δέσμευση με τους πολίτες και τις κοινότητες».
Όλα αυτά τα δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον σχεδιασμό σεναρίων και την πρόληψη μελλοντικών καταστροφών.
Μια επιτυχημένη ψηφιακή δίδυμη πόλη θα βοηθήσει στην ενημέρωση αποφάσεις λήψης πολιτικών επισης. Τα δεδομένα για τον καιρό, τα πρότυπα μεταφοράς και τα δεδομένα απογραφής μπορούν να επιτρέψουν περισσότερες πρωτοβουλίες βάσει δεδομένων από αξιωματούχους της τοπικής αυτοδιοίκησης.
Εάν οι πόλεις μπορούν να παρέχουν χρήσιμες πύλες για τους πολίτες της, τότε το ψηφιακό δίδυμο μιας πόλης μπορεί επίσης να συλλάβει τις ανάγκες και τις απαιτήσεις του αντίστοιχου στην πραγματική ζωή.
Συμπέρασμα
Η ψηφιακή δίδυμη τεχνολογία δίνει τη δυνατότητα σε διάφορες βιομηχανίες να λαμβάνουν καλύτερες αποφάσεις.
Όταν τα διακυβεύματα είναι υψηλά, όπως στην υγειονομική περίθαλψη ή στον κλάδο των αερομεταφορών, οι εταιρείες είναι πρόθυμες να επενδύσουν σε ψηφιακά δίδυμα για να εξασφαλίσουν ότι μετριάζεται κάθε κίνδυνος.
Πολύπλοκοι τομείς όπως η διαχείριση της εφοδιαστικής αλυσίδας θα ωφεληθούν από τη δυνατότητα να δουν σχεδόν κάθε επίπεδο λεπτομέρειας σε ένα σύστημα.
Επιπλέον, αυτοί οι τομείς μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουν την τεχνητή νοημοσύνη και τη μηχανική μάθηση για να βελτιώσουν το σύστημα καθώς συλλέγονται περισσότερα δεδομένα από τον πραγματικό κόσμο.
Εάν βρήκατε αυτό το άρθρο διορατικό, μοιραστείτε αυτό το άρθρο και εγγραφείτε στο HashDork's εβδομαδιαίο ενημερωτικό δελτίο για περισσότερα άρθρα σχετικά με τις τελευταίες ειδήσεις AI & Future Tech.
Αφήστε μια απάντηση