Ce sunt gemenii digitali? Când Black Mirror devine realitate

Ți-a fost frică când te uiți la Black Mirror? Te-ai gândit la viitor cu teamă? Avem un mesaj pentru tine – există o tehnologie care ar trebui să te pună pe gânduri. Lumea ireală a lui Black Mirror devine realitate. Să vorbim despre gemenii digitali.

Gemeni digitali – cuprins:

1. Ce este un geamăn digital?
2. Care sunt principalele tipuri de gemeni digitali?
3. Care este diferența dintre gemenii digitali și simulare?
4. Principalele domenii de aplicare ale gemenilor digitali
5. Avantajele gemenilor digitali pentru industrie
6. Aplicații viitoare ale gemenilor digitali
7. Amenințări și îngrijorări

Ce este un geamăn digital?

Un geamăn digital este un model în realitate virtuală care este conceput pentru a reflecta un alt obiect fizic care există în lumea reală. Geamănul digital este o replică exactă a unui obiect, nu doar o imagine sau o schemă, sau nici măcar o simulare a obiectului, ci o replică care reflectă toate trăsăturile obiectului. Replica sau conceptul digital care conține informațiile despre obiectul real poate fi creată și exista ca obiect de la sine și poate fi legată permanent de modelul său fizic.

Toate acestea înseamnă că conceptul de gemeni digitali conține trei elemente majore: spațiu real cu obiectul real, spațiu virtual cu obiecte virtuale și legătura dintre ele care permite un flux constant de informații între spațiul virtual și spațiul real.

Ideea de a utiliza tehnologia gemenilor digitali a fost introdusă pentru prima dată în 1991 în publicația intitulată Mirror Worlds: or the Day Software Puts the Universe in a Shoebox a lui David Gelernter, expert în computere Yale. În publicație, Gelernter susține că reprezentările exacte ale lumii accesibile prin ecranul computerului vor fi disponibile pentru toată lumea în viitorul apropiat. În viziunea sa, oamenii vor putea interacționa cu magii în același mod în care interacționează cu realitatea trăită în fiecare zi. Gelernter prezice că computerele vor fi folosite diferit și explică cum este posibil să construim o replică a lumii cu tehnologiile actuale.

Conceptul de gemeni digitali a fost dezvoltat și de profesorul Michael Grieves, căruia i se atribuie prima aplicare a ideii care va fi folosită în producție. El a prezentat conceptul în 2002 la evenimentul dedicat managementului vieții produsului. Inițial, conceptul a fost denumit modelul spațiilor în oglindă. Articolele și publicațiile sale laudă perfecțiunea și capacitatea de utilizare a produselor digitale, care nu numai că nu se pot distinge de modelele lor reale și sunt excelente în scopuri de testare și simulare.

Cu toate acestea, tehnologia gemenilor digitali nu este atât de recentă pe cât pare. NASA a folosit tehnologia gemenelor digitale deja în anii 1960 în timpul misiunilor sale de explorare spațială, când navele spațiale au fost replicate pe pământ și folosite pentru testare și cercetare. Simplul termen „gemeni digitali”, așa cum îl înțelegem astăzi, a fost folosit de specialistul NASA John Vickers în 2010.

Care sunt principalele tipuri de gemeni digitali?

Există mai multe tipuri de gemeni digitali, dar principala diferență este în zona sau profunzimea de aplicare, de aceea putem vorbi despre: gemeni parțial, gemeni asset, gemeni de sistem sau gemeni de proces. Piesele gemene sunt foarte elementare, mici gemeni de componente de lucru. Gemenii de active sunt utilizați pentru așa-numitele active formate din două componente separate care lucrează împreună. Asset gemeni permit observarea și măsurarea celor două componente în acțiune.

Gemenii de sistem sunt la următorul nivel de complexitate. Acei gemeni reproduc sisteme întregi funcționale și permit studierea obiectelor fizice mai mari. Gemenii de proces reflectă munca unor sisteme uriașe, cum ar fi fabricile sau alte structuri mari. Gemenii de proces ajută la observarea interacțiunilor complicate și permit sincronizarea elementelor pentru a obține cea mai mare eficiență posibilă de funcționare.

Care este diferența dintre gemenii digitali și simulare?

Conceptele de simulări și gemeni digitali sunt uneori folosite cu referire la aceleași obiecte digitale, dar sunt lucruri diferite, iar conceptele de bază sunt diferite. Simularea este de obicei creată pe o platformă cum ar fi software CAD sau altele și nu trebuie să aibă nicio legătură cu niciun obiect fizic real.

Un geamăn digital, dimpotrivă, trebuie creat în legătură cu obiectul fizic real. Întregul proces de creare a gemenilor digitali se bazează pe date reale legate de obiect. Replica digitală este legată de obiectul real prin senzori IoT și primește date în timp real, ceea ce înseamnă că datele sunt actualizate în mod constant. Fluxul de informații dintre geamănul digital și obiect este bidirecțional. Rezultatele proceselor care au loc în gemenii digitali pot fi folosite înapoi cu obiectul real, original.

Principalele domenii de aplicare ale gemenilor digitali

Crearea de gemeni digitali este încă foarte costisitoare și laborioasă, iar în prezent, utilizarea gemenelor digitale este limitată la anumite zone. Sunt utilizate pe scară largă în domenii precum:

• Planificare urbană

Gemenii digitali ai orașelor și orașelor pot afișa date spațiale realiste în sisteme 3D și 4D. Aplicarea gemenelor permite o planificare urbană mai consistentă a mediului. În prezent, tot mai multe orașe decid să se alăture Shanghai și Singapore și să-și creeze gemenii. Toate datele sunt disponibile în timp real, astfel încât îmbunătățesc foarte mult toate operațiunile legate de proiectarea străzilor, clădirilor și sistemelor de transport. Majoritatea orașelor noi care sunt construite recent în Orientul Mijlociu au gemenii lor digitali creați în același timp.

• Industria auto

A doua aplicație foarte importantă a gemenilor digitali o putem găsi în industria auto. Mașinile au o structură complicată care implică multe sisteme care trebuie să lucreze împreună fără riscul de rupere. Gemenii digitali ajută la creșterea performanței și eficienței vehiculelor. În cazul mașinilor care rulează cu ajutorul suportului gemenilor digitali AI, permiteți o verificare timpurie a validității prognozelor.

• Sănătate

Inițial, toți gemenii digitali utilizați în industria sănătății erau replici ale produselor și echipamentelor. În prezent, conceptul de geamăn digital în domeniul sănătății este aplicat pacienților care trebuie diagnosticați și monitorizați. Se construiesc modele complet personalizate ale pacienților. Aceste replici permit stocarea și urmărirea parametrilor stilului de viață. Gemenii digitali ai întregii populații vor permite o căutare mai mare de modele.

• Industria prelucrătoare

Gemenii digitali arată funcționarea obiectului pe parcursul întregului său ciclu de viață. Prima aplicare a tehnologiei gemene digitale a fost în producție. Toate produsele complicate pot fi produse cu ajutorul gemenilor digitali și acestea pot fi utilizate în fiecare etapă a producției.

• Centrale electrice

Gemenii digitali ajută la stabilirea programului pentru entități atât de uriașe și complexe precum centralele electrice. Toate tipurile de motoare și turbine mari trebuie întreținute în mod regulat, iar funcționarea lor depinde în mare măsură de procesele ciclice care trebuie gestionate ordonat pentru a le menține în funcțiune. Gemenii digitali par a fi indispensabili aici.

Avantajele gemenilor digitali pentru industrie

• Reducerea riscului

Sănătatea și siguranța angajaților, precum și a mediului pot fi protejate prin utilizarea software-ului digital Twins. Obiectivele de afaceri pot fi păstrate prin reducerea accidentelor în timpul procesului de producție. Cu tehnologia digital twin, este mult mai ușor să evitați timpii de nefuncționare costisitoare.

• Calitatea produselor

Cu o perspectivă mai bună oferită de simulări efectuate prin intermediul tehnologiei gemene digitale, companiile pot îmbunătăți calitatea produselor lor și le pot personaliza în timp real, atunci când apare necesitatea.

• Costul de întreținere este mai mic

Gemenii digitali oferă companiei predicții legate de întregul proces de producție. Acest lucru le permite să programeze reparații sau schimbări ale pieselor înainte ca ceva să se defecteze.

Aplicații viitoare ale gemenilor digitali

Nu există nicio limită a aplicării viitoare a gemenilor digitali. În prezent, gemenii digitali încă își învață noile abilități, dar suma de bani investită și cantitatea de putere cognitivă cresc în fiecare an exponențial. În prezent, piața gemenilor digitali este în creștere în principal în mai multe sectoare de vârf, cum ar fi producția, autovehiculele, aviația, energia, sănătatea și logistica, dar se preconizează că dezvoltarea sa viitoare va acoperi toate domeniile posibile ale activității umane.

• Orașe inteligente

Motivul principal pentru oamenii de știință care doresc să creeze gemeni digitali pentru orașe și orașe este emisia de carbon care este generată de structurile urbane uriașe. S-a estimat că orașele produc aproximativ 70% din carbon și consumă mai mult de două treimi din energia lumii. Este de așteptat ca multe orașe precum Miami, New York, San Diego și Jakarta, împreună cu suprafața semnificativă de pământ din China și India să fie sub apă până în 2050.

O planificare mai durabilă a dezvoltării urbane și un control mai bun asupra timpului și resurselor utilizate de industria construcțiilor (în prezent foarte ineficientă) pot contribui la reducerea risipei de energie și a emisiilor de carbon în atmosferă. Gemenii digitali ai orașelor sunt soluția la problemă – ei pot ajuta la optimizarea tuturor proceselor de urbanizare, cum ar fi proiectarea, planificarea, construcția și managementul de zi cu zi. Gemenii digitali pot reduce risipa de energie provenita de la cladiri vechi, prost izolate, precum si reducerea emisiilor provenite din fluxul de trafic ineficient.

În prezent, există multe proiecte de orașe urbane în întreaga lume. Acele orașe nu au încă gemenii lor digitali, dar urmează să vină dacă guvernele și statele locale se așteaptă să le întrețină impecabil. Amploarea proiectului este imensă – majoritatea orașelor uriașe își propun să fie inteligente mai devreme sau mai târziu. Ministerul Locuințelor și Afacerilor Urbane al Guvernului Indiei a selectat 100 de orașe pentru a deveni inteligente până în 2023. Statele și guvernul sunt principalii investitori și inițiatori ai proiectului orașelor inteligente indiene. Se așteaptă ca toate orașele inteligente din India să permită participarea oamenilor inteligenți prin utilizarea TIC (instrumente mobile).

China are un număr mai mare de proiecte de orașe inteligente în funcțiune – aproape 500. Există 100 de orașe lider, dintre care cele mai cunoscute pe listă, cum ar fi Beijing, Shanghai, Shenzhen, Hangzhou, Chengdu și Wuhan. Cele mai multe dintre ele sunt încă în construcție, dar este de așteptat ca China să fie prima dintre țările de pe Pământ care va fi pe deplin inteligentă în viitor.

Unele dintre cele mai mari orașe inteligente sunt situate în Statele Unite, iar acestea sunt New York, Los Angeles, San Francisco, Phoenix, Salt Lake City, Denver, Miami și Minneapolis. Londra și Dubaiul devin și ele inteligente, similar cu Paris, Jakarta, Melbourne, Barcelona și Taipei. După cum vedem, majoritatea celor mai mari orașe își propun să devină inteligente în viitorul cel mai apropiat și toate își vor avea gemenii digitali în cele din urmă.

• Pământul și agricultura

Pentru un control suplimentar asupra emisiilor de dioxid de carbon, geamănul Pământ este în curs de dezvoltare. Se afirmă că geamănul digital ar trebui să ajute la prezicerea schimbărilor climatice și la prezicerea rezultatelor acestor schimbări. Proiectul a început la jumătatea anului 2021 și se preconizează că va dura cel puțin zece ani. În final, va fi proiectat modelul digital complet, foarte precis al Pământului. Replica Pământului își propune să reprezinte toate procesele care au loc pe suprafața Pământului. Mâncarea, apa și energia vor fi monitorizate și prin intermediul acestui geamăn.

Unele dintre soluțiile legate de gemenii digitali sunt deja folosite în agricultură pentru a stimula producția de culturi precum porumb, grâu și soia. Senzorii monitorizează vremea și calitatea solului. Evenimentele naturale, cum ar fi tornadele, inundațiile și secetele reprezintă un risc pentru securitatea alimentară, previziunile precise oferite de tehnologia gemenelor digitale pot fi soluția pentru agricultură.

• Gemeni digitali umani

O lume digitală a orașelor digitale inteligente poate avea nevoie de locuitori umani digitali pentru a prospera. Oamenii își pot avea gemenii lor digitali, iar tehnologia permite deja crearea unor astfel de entități. Gemenii digitali ai oamenilor care vor duce viața digitală sunt de așteptat să fie utilizați înainte de sfârșitul deceniului, care este destul de curând. Se preconizează că acești gemeni digitali vor gândi și vor învăța de la modele reale – oameni.

Amenințări și îngrijorări

Gemenii digitali ai oamenilor pot fi utili pentru angajatori, afaceri și companii, dar ar fi la fel de benefice pentru persoane individuale? Se poate dovedi extrem de lipsit de etică și dăunătoare interacțiunilor umane. Gemenii digitali umani care vor învăța abilitățile necesare îi pot înlocui pe oameni și îi pot face redundanți. Angajatorii pot decide să angajeze un om digital în loc de o persoană reală, ceea ce este de înțeles doar comparând costurile de viață ale ambelor creaturi.

Sfârșitul libertății și al liberului arbitru. Printre laudele asupra funcționalităților gemenilor digitali ai orașelor se numără cele care s-ar putea să nu fie deloc la fel de benefice pentru oameni. Se spune că guvernele sau alte entități de management pot fi capabile să controleze toate aspectele vitale ale vieții în spațiul urban. Geamănul digital va putea controla fluxul de trafic – ceea ce înseamnă că s-ar putea să nu poată călători unde dorește și să controleze temperatura camerelor și a apei folosite în apartamentele cetățenilor – ceea ce înseamnă că s-ar putea să nu mai poți avea dușuri lungi .

Cantitatea de putere și control acordată de tehnologia gemenilor digitali autorităților necunoscute, neprevăzute care vor guverna orașele noastre este excesivă și periculoasă – vor exista un milion de moduri de a pedepsi indivizii neascultători, doar prin manipularea mediului imediat al persoanei. (lipsa accesului la servicii, cantitate limitată de resurse, capacitatea limitată de a călători).

Oamenii adevărați pot fi forțați să trăiască în locuri mici, închise, fără acces la natură sau la alte creaturi vii. Pe măsură ce companiile de retail intenționează să treacă în realitatea virtuală, cumpărăturile vor fi realizate și prin medii virtuale. Se pare că unii dintre cei mai importanți designeri ai tehnologiei gemenilor digitali au uitat că cumpărăturile nu înseamnă doar achiziționarea de bunuri, ci are mai mult de-a face cu: socializare, divertisment și împrospătare pentru minte.

În prezent, există exemple vii de orașe inteligente care pot fi analizate în raport cu problemele de etică și libertate. Beijingul este lăudat pentru sistemul său de plată care permite existența fără numerar în întreg orașul – ar fi toți cetățenii lumii obligați să aibă un dispozitiv inteligent? Guangzhou a înlocuit cărțile de identitate cu smartphone-uri – sistemul este pe deplin operațional, dar permite un control mai mare asupra cetățenilor individuali decât a fost posibil vreodată. Oamenii care critică guvernul nu mai au șansa să se ascundă în Guangzhou.

Cea mai crucială întrebare despre gemenii digitali ai spațiului real (orașe, Pământ, obiecte) și gemenii digitali ai oamenilor este despre legătura dintre om și replica lui, care este necesară pentru întregul proces - ar fi un smartphone sau alt dispozitiv. Schimbarea în realitatea digitală pare să fie necesară pentru unele domenii ale vieții umane, dar tehnologia gemenilor digitali este foarte consumatoare de energie. Nu ar trebui să ne întrebăm dacă toate aplicațiile tehnologiei gemenilor digitali sunt într-adevăr necesare în toate aspectele vieții noastre și cine dorește exact să beneficieze de a face prototipuri umane să trăiască cu gemeni gânditori într-o lume ireală, nenaturală și pe deplin controlabilă? ?

Dacă vă place conținutul nostru, alăturați-vă comunității noastre de albine ocupate pe Facebook, Twitter, LinkedIn, Instagram, YouTube, Pinterest.

Autor: Robert Whitney

Expert JavaScript și instructor care antrenează departamentele IT. Scopul său principal este de a crește productivitatea echipei, învățându-i pe alții cum să coopereze eficient în timp ce codifică.

Vizualizați toate postările