A medida que aumenta a cantidade de datos que temos, tamén aumenta a cantidade de información útil que podemos utilizar para tomar decisións importantes no mundo real. Os resumos, modelos e simulacións de puntos de datos informan estas decisións. Na era do Big Data, tO seguinte paso definitivo para isto é o concepto de xemelgos dixitais.
Un xemelgo dixital é unha representación virtual dalgún obxecto ou proceso físico. Son simulacións que poden predecir como funcionará un determinado obxecto ou servizo no mundo real.
Varias industrias comezaron a buscar en implementar xemelgos dixitais dos seus propios produtos e servizos para facer todo tipo de melloras.
Vexamos a historia dos xemelgos dixitais e en que se diferencian das simulacións máis utilizadas na actualidade. Tamén veremos como os xemelgos dixitais poden revolucionar varias industrias, desde a sanidade ata a fabricación ou incluso cidades enteiras.
Que é o xemelgo dixital?
A Historia
O termo "xemelgo dixital" apareceu por primeira vez nos documentos da NASA en 2010. O xemelgo dixital foi descrito como "unha simulación probabilística integrada multifísica e multiescala dun vehículo ou sistema que utiliza os mellores modelos físicos dispoñibles, actualizacións de sensores e historial da flota. , etc., para reflectir a vida do seu xemelgo voador".
Esta tecnoloxía máis tarde inspirou á Forza Aérea dos Estados Unidos, que empregou xemelgos dixitais dos fuselajes dos seus avións para predecir a fatiga e os danos. Chamaron a esta tecnoloxía Airframe Digital Twin e tiña como obxectivo servir como sensor de saúde virtual durante todo o ciclo de vida da aeronave individual.
Xemelgos Dixitais vs Modelos
Un dos aspectos clave dun xemelgo dixital é que o xemelgo debe ter un obxecto correspondente no mundo real. O xemelgo dixital é máis que un plano ou un esquema.
A definición moderna do xemelgo dixital considera o mellor que o modelo dixital e o obxecto físico se conciban ao mesmo tempo. Estes xemelgos "crecen" xuntos a medida que pasa o tempo.
Un enfoque do xemelgo dixital para a fabricación implicaría o xemelgo dixital incluso máis aló da fase do prototipo. Os datos recuperados do prototipo poderían utilizarse para mellorar o xemelgo dixital. O modelo mellorado pode predecir entón o rendemento dos futuros prototipos.
Características dos xemelgos dixitais
- Conectividade
Un xemelgo dixital require conectividade. A relación entre un xemelgo dixital e a súa contraparte na vida real require un fluxo de datos fiable. A tecnoloxía xemelga dixital pode utilizar a Internet das cousas (IoT) e a aprendizaxe automática (ML) para analizar continuamente os datos procedentes de sensores de varias fontes. - Homoxeneización
Debido ao aumento da potencia de cálculo dispoñible, agora podemos realizar unha homoxeneización case dos datos procedentes de diferentes fontes. E como todos os datos necesarios son capturados nunha única entidade, é moito máis fácil de compartir. - Reprogramabilidade
A tecnoloxía do xemelgo dixital permítenos reprogramar servizos e produtos baseados nos comentarios en tempo real. Usando ML, podemos ter xemelgos dixitais que aínda se fan máis intelixentes na toma de decisións a medida que se recollen máis datos. - Modularidade
Os sistemas grandes e complexos capturados mediante tecnoloxía xemelga dixital benefícianse da modularidade do deseño. Os DT poden permitir aos fabricantes descubrir que compoñentes concretos dun dispositivo teñen un rendemento inferior.
Aplicacións dixitais xemelgas
Os xemelgos dixitais pódense aplicar a case calquera industria. Un modelo tan potente podería mellorar as fases de deseño, fabricación e operación dun determinado produto ou servizo. A continuación móstranse algúns exemplos de como as tecnoloxías xemelgas dixitais se poden aplicar a determinados sectores.
1. Aviación
Usando xemelgos dixitais, as empresas agora poden ter unha pegada dixital de todo o estilo de vida dun produto, desde o deseño ata as operacións.
Por exemplo, a empresa aeroespacial Boeing utiliza xemelgos dixitais para deseñar os seus avións. Poden realizar simulacións de todas as partes do avión para prever como e cando poden fallar no futuro.
Este tipo de enxeñaría baseada en modelos acelera a investigación e o desenvolvemento e permite un sistema integrado. As fases de deseño, fabricación e operación agora corren en paralelo e comparten datos entre si.
2. Cadeas de subministración
Os xemelgos dixitais pódense usar en realidade cadeas de subministración para crear un modelo detallado do comportamento da cadea de subministración. Xemelgos dixitais permiten axustes sobre a marcha e unha visión moi detallada de toda a cadea de subministración.
Os xemelgos dixitais da cadea de subministración utilizan fontes de información en tempo real. Os datos como os próximos envíos, a localización dos vehículos e o inventario poden axudar a avaliar o estado actual da cadea de subministración. Estes xemelgos dixitais pódense programar para que realicen unha acción específica unha vez que se produzan certos eventos, como cando un produto está fóra de stock.
Á luz da pandemia de COVID-19, os modelos dixitais da cadea de subministración poden axudar a mitigar os riscos. Os xemelgos dixitais permiten un seguimento e entrega precisos de activos importantes como vacinas, mostras de laboratorio e outros equipos médicos.
Activos como as vacinas requiren certas temperaturas durante o transporte, que se poden controlar mediante xemelgos dixitais.
3. Asistencia sanitaria
Usando a tecnoloxía de xemelgos dixitais, os médicos poden crear pronto órganos virtuais que se poden personalizar para un paciente específico. Científicos da Clínica de Cardioloxía do Hospital Universitario de Heidelberg, Alemaña, xa comezaron a simular un xemelgo dixital dun corazón. O corazón virtual pódese usar para predicir a progresión da enfermidade cardíaca dun paciente e as respostas aos tratamentos farmacolóxicos.
Usando estes xemelgos dixitais, os médicos poden ver a taxa de éxito da cirurxía cardíaca antes de que se tome calquera decisión. Os modelos de risco máis complexos como os xemelgos dixitais poden atopar solucións que se adapten a un paciente específico e non só a un grupo de risco específico.
4. Cidades Xemelgas Dixitais
Co aumento da demanda de cidades intelixentes, pronto haberá unha gran cantidade de datos recompilados nas cidades. As cidades intelixentes teñen como obxectivo rastrexar todo tipo de actividade da cidade, desde datos de tráfico, rastrexo de contactos e indicadores ambientais.
Como resultado, a dispoñibilidade destes datos permitiranos crear en breve xemelgos dixitais de cidades enteiras.
Dacordo con Arup, "a promesa do xemelgo dixital da cidade é axudar a proporcionar un ambiente de simulación, probar opcións políticas, revelar dependencias e permitir a colaboración entre as áreas políticas, ao tempo que mellora o compromiso cos cidadáns e as comunidades".
Todos estes datos pódense utilizar para planificar escenarios e previr futuras catástrofes.
Unha cidade xemelga dixital exitosa axudará a informar decisións de toma de políticas así como. Os datos sobre o tempo, os patróns de transporte e os datos do censo poden permitir máis iniciativas baseadas en datos dos funcionarios do goberno local.
Se as cidades poden proporcionar portais útiles para os seus cidadáns, entón o xemelgo dixital dunha cidade tamén pode captar as necesidades e requisitos da súa contraparte real.
Conclusión
A tecnoloxía xemelga dixital está a permitir que varias industrias tomen mellores decisións.
Cando as apostas son altas, como na saúde ou na industria da aviación, as empresas están dispostas a investir en xemelgos dixitais para garantir que se mitigue calquera risco.
Sectores complexos como a xestión da cadea de subministración beneficiaranse de poder ver practicamente todos os niveis de detalle dun sistema.
Ademais, estes sectores poden usar a intelixencia artificial e a aprendizaxe automática para mellorar o sistema a medida que se recollen máis datos do mundo real.
Se atopaches este artigo perspicaz, comparte este artigo e subscríbete a HashDork's Boletín semanal para obter máis artigos sobre as últimas noticias sobre AI & Future Tech.
Deixe unha resposta