del origen al futuro / Sudo Null IT News
No hace mucho, el término “gemelo digital” era un concepto de vanguardia que cambiaba paradigmas y prometía revolucionar las industrias al proporcionar un espejo digital dinámico de los sistemas físicos. Hoy, esta innovación se ha expandido mucho más allá de su premisa original. Ha madurado y se ha convertido en un ecosistema delicado.
Nacimiento y evolución de la tecnología.
En el nivel más simple, los gemelos digitales (DT) son representaciones virtuales realistas de objetos físicos, que pueden ser cualquier cosa: un automóvil, un molino de viento, una unidad de fabricación, etc. Sin embargo, para comprender mejor el concepto, es necesario estudiar los orígenes. y evolución de la tecnología.
Prototipo de gemelo digital
En la década de 1969, la NASA creó un prototipo de un moderno centro de datos digital: tecnología de espejos para simular procesos en el espacio utilizando copias físicas en la Tierra. En 1970, 56 horas después de la misión a la Luna, el Apolo 13 experimentó una explosión en un tanque de oxígeno en el módulo de servicio, dañando el motor principal y desviando la nave de su trayectoria. La tripulación de tierra, utilizando 15 simuladores informáticos para recrear las condiciones a bordo, pudo evaluar la situación y devolver a la tripulación ilesa a la Tierra.
Nacimiento de un concepto
El término “gemelo digital” fue acuñado oficialmente por Jon Vickers de la NASA como parte de un “informe de hoja de ruta tecnológica para la agencia espacial” en 2010. Al mismo tiempo, la idea de la tecnología se anunció en 1991 con la publicación del libro “Mirror Worlds” de David Gelernter, que presentaba el concepto de una imagen especular en movimiento y realista de una organización.
En 2002, el Dr. Michael Greaves fue pionero en software para aplicaciones de fabricación y nació el concepto de gemelos digitales como una forma de gestión del ciclo de vida del producto (PLM). DC permitió resolver problemas técnicos o tecnológicos a través de análisis detallados y, a partir del conocimiento adquirido, diseñar productos de calidad y, en definitiva, aumentar la satisfacción del cliente.
Años posteriores
Desde 2003, el interés por el concepto de gemelo digital ha ido creciendo a pasos agigantados. Pero recién en 2019, Gartner, empresa especializada en investigación en el campo de las tecnologías de la información, incluye la hiperautomatización como una tendencia tecnológica estratégica clave para 2020, en la que el hermanamiento (del inglés twin – double) no ocupa el último lugar.
Hoy en día, los gemelos digitales agregan valor a las organizaciones a través de la visibilidad del desempeño actual y previsto, así como la reducción de riesgos, la optimización del desarrollo de productos, las relaciones con los clientes y más.
Sin embargo, no todos los CD son iguales. Se clasifican según la complejidad y el propósito, proporcionando valor en diferentes etapas del ciclo de vida del sistema.
Gemelo digital de componentes
Puede abarcar desde piezas de máquinas individuales en una línea de producción hasta módulos de software en una infraestructura de TI compleja. Cada componente duplicado contiene datos sobre la parte específica que representa, incluidas las propiedades, el comportamiento y el estado actual. Proporciona conocimiento y control profundos, útiles en la fabricación y el diseño, donde el estado de los componentes individuales puede tener un impacto significativo en todo el sistema. Por ejemplo, en la industria automovilística, los componentes homólogos de las piezas del motor se pueden utilizar para predecir el desgaste.
Duplicados de un producto o activo
Combina datos de componentes homólogos, ofreciendo una imagen completa del estado actual y el rendimiento del activo. Permita a las empresas monitorear, simular y optimizar productos en tiempo real. Por ejemplo, una turbina eólica gemela puede analizar el rendimiento en diferentes condiciones climáticas, optimizando el funcionamiento para maximizar la producción de energía y minimizar el desgaste.
Sistema gemelo
Una réplica digital integral de un sistema completo, que puede constar de muchos activos y componentes interconectados. Puede incluir una línea de producción completa en una fábrica, una red de transporte, ciudad o energía. Permite monitorear y modelar sistemas complejos a gran escala, proporcionando información sobre cómo las diferentes partes interactúan e influyen entre sí. Por ejemplo, el hermanamiento de la red de transporte de una ciudad se puede utilizar para analizar el flujo, identificar cuellos de botella y modelar el impacto de los cambios propuestos, como agregar una nueva ruta de autobús o construir una carretera.
Gemelo digital del proceso
Combinan sistemas gemelos en un solo todo, proporcionando la imagen más completa de cómo sucede todo. Proporciona información sobre los resultados y permite ajustar insumos como las tasas de alimentación y el clima de producción sin interferir con el proceso en sí ni reducir los estándares de rendimiento. Permiten a los gerentes probar de manera rápida y segura diferentes pronósticos comerciales en lugar de confiar en sentimientos o teorías. Además, los centros de datos de procesos ayudan a rastrear los indicadores clave de desempeño de una empresa y facilitan la toma de decisiones basada en datos. Por ejemplo, el hermanamiento de procesos puede simular todos los aspectos de una planta, hasta los trabajadores que operan los equipos en la línea de producción.
Doble digital de una persona.
El intrigante concepto de gemelos digitales ha comenzado a convertir la fantasía en realidad. Las copias virtuales, que alguna vez estuvieron limitadas a aplicaciones industriales, ahora se están desarrollando para los sistemas más complejos: las personas.
Se trata de una innovación tecnológica de vanguardia diseñada para crear una representación digital muy detallada de la personalidad, que abarca no sólo la apariencia física, sino también las características biológicas, de comportamiento y ambientales. El concepto combina informática compleja, ciencia de datos, inteligencia artificial y biometría para crear un modelo dinámico que evolucionará en tiempo real junto con su homólogo humano.
La tecnología detrás de la inteligencia digital humana se basa en la recopilación continua de datos mediante dispositivos y sensores portátiles, que registran la salud, la actividad física, las preferencias personales y las interacciones con el medio ambiente.
Las aplicaciones potenciales de los gemelos digitales humanos son enormes, especialmente en áreas como la atención sanitaria, la educación e incluso la inmortalidad digital.
En el sector sanitario, los gemelos digitales podrían revolucionar la medicina personalizada al ofrecer evaluaciones de salud y planes de tratamiento personalizados.
Los DC también pueden actuar como agentes personales o apoderados en entornos virtuales, asistiendo a reuniones, realizando negociaciones o realizando tareas en nombre del propietario, mejorando así las capacidades humanas en el ciberespacio.
Sin embargo, para aprovechar todo el potencial de la CD humana se requiere una cuidadosa consideración de las implicaciones éticas, de privacidad y de seguridad.
Impacto de la tecnología en diversas industrias.
CD en producción
Los gemelos digitales se utilizan cada vez más para mejorar la eficiencia de la producción. Al crear una réplica virtual de un proceso industrial, los fabricantes pueden evaluar datos más rápidamente, analizar tendencias de rendimiento a lo largo del tiempo y optimizar sus operaciones.
Una forma de utilizar el hermanamiento es monitorear las líneas de producción. Las empresas pueden utilizarlos para monitorear indicadores clave de desempeño como temperatura, presión, velocidad, etc. También pueden monitorear las condiciones ambientales y detectar cualquier anomalía que indique posibles problemas o defectos.
Por ejemplo, Rolls-Royce utiliza el hermanamiento en su programa IntelligentEngine. Como parte del proyecto, se crea un centro de datos para cada motor y los datos se recopilan de los sensores a bordo. Esto le permite monitorear el rendimiento del motor en tiempo real, prediciendo las necesidades de mantenimiento y reduciendo el tiempo de inactividad.
El objetivo principal de este programa es hacer que los motores de los aviones sean más fiables y productivos, y mejorar la experiencia del cliente.
CD en la atención sanitaria
El hermanamiento en asistencia sanitaria ayuda a mejorar la atención al paciente, optimizar el sistema, garantizar una formación adecuada, etc. El uso de la tecnología de gemelo digital en el proceso de diagnóstico permite a los profesionales sanitarios simular diferentes escenarios e identificar posibles problemas sin interrumpir el tratamiento real del paciente. Como resultado, esto puede ayudar a mejorar la precisión del diagnóstico y reducir la cantidad de pruebas y procedimientos innecesarios. Además, un método individualizado aumenta la eficacia del tratamiento y reduce la probabilidad de efectos secundarios.
DC también se puede utilizar para optimizar la gestión de recursos: flujo de pacientes, asignación de camas, planificación de operaciones, etc. Por ejemplo, Össur, una empresa en el campo de las prótesis y soluciones ortopédicas, utiliza tecnología de hermanamiento para diseñar y fabricar prótesis individuales para individuos.
CD en el sector energético
Los gemelos digitales en el sector energético permiten a las empresas crear representaciones virtuales precisas de centrales eléctricas y otros activos generadores de energía. Las empresas pueden garantizar que estos activos funcionen de la forma más eficiente posible optimizando su rendimiento mediante la simulación de diferentes escenarios. Por ejemplo, los productores de energía pueden minimizar la degradación de las máquinas y al mismo tiempo aumentar la productividad cambiando factores como la temperatura y la presión en tiempo real.
Shell utiliza centros de datos para plataformas marinas; recopilan datos en tiempo real de varios sensores, lo que les permite identificar problemas antes de que se vuelvan críticos.
ciudad inteligente
Una ciudad inteligente es un entorno urbano donde la tecnología, los datos y la conectividad se unen para mejorar la calidad de vida de sus residentes. La tecnología se centra en optimizar la gestión de recursos y aumentar la sostenibilidad. Se puede utilizar un gemelo digital de ciudad inteligente para modelar y analizar el flujo de tráfico, el consumo de energía, la respuesta a emergencias, etc.
Por ejemplo, la Plataforma Virtual de Singapur se creó para mejorar la ciudad-estado: Singapur. La plataforma sirve como contraparte integral para ayudar a resolver problemas de planificación. Uno de los puntos fuertes de la plataforma es su capacidad para incorporar datos relevantes de una variedad de fuentes. Al integrarlo, el DC puede simular con precisión varios escenarios:
evaluar el impacto de los proyectos propuestos sobre la congestión del tráfico, identificar posibles cuellos de botella y optimizar las redes de carreteras en consecuencia;
analizar y predecir el impacto de las fuertes lluvias en los sistemas de drenaje para reducir el riesgo de inundaciones en zonas vulnerables, etc.
El futuro de los gemelos digitales
En el futuro, los gemelos digitales se volverán más inteligentes al integrar inteligencia artificial y aprendizaje automático. No sólo tomarán decisiones autónomas en tiempo real, sino que también predecirán diseños y configuraciones óptimas antes de que los sistemas se creen físicamente y, quién sabe, tal vez incluso el futuro de una persona esté contenido en una copia digital inmortal de sí misma.
Integración de CD con AR y VR
La realidad aumentada y virtual ya no son sólo conceptos futuristas. Estas tecnologías están cambiando la forma en que se percibe el mundo y es impresionante ver cómo evolucionan y se expanden cada día en diversas industrias.
La integración de AR y VR en el hermanamiento abre todo un mundo de oportunidades para diversas industrias. Esta combinación de tecnologías impulsará la innovación, la eficiencia y la seguridad en una amplia gama de sectores.
Los casos de uso comunes incluyen diseño de vehículos, simulación de pruebas de choque o monitoreo, ya sea cadena de suministro o control de calidad;
para modelar procedimientos médicos, por ejemplo: representación tridimensional de una operación quirúrgica, exámenes, formación del personal, etc.;
Gestión de proyectos arquitectónicos, su visualización, optimización y pruebas antes de la implementación del proyecto.
CD en la educación
Imagínese, al estudiar de forma remota obtiene acceso completo al proceso. Por ejemplo, ahora, cuando miras un vídeo, dependes del operador, y estar dentro del modelo te ayudará a capturar información desde todos los ángulos.
Los gemelos digitales también pueden convertirse en una fuerza impulsora en la simulación de acontecimientos históricos o diversos experimentos.
exploración espacial
Imagine que los científicos aprenden a crear gemelos digitales de planetas, asteroides o galaxias enteras, ¿cuánto podría esto simplificar el proceso de investigación?
En general, los casos de uso de la tecnología de gemelos digitales están limitados únicamente por la imaginación. Desde modelar el cerebro humano hasta predecir el clima con años de anticipación, la combinación de IA y gemelos digitales puede hacer posible lo imposible.
