Цифровые близнецы

Передовые цифровые технологии уже прочно вошли в нашу жизнь. Искусственный интеллект, очки виртуальной реальности, симуляции – всё это активно помогает человека и на поприще науки, и в работе, и даже в развлечении. Когда мир вступил в эпоху цифровизации, стали появляться новые концепты. Современные условия требовали таких же современных решений.

Именно с ростом прогресса и было связано появление цифровых близнецов – или цифровых двойников. И, говоря про них, мы имеем в виду вовсе не клонирование человека, как в научной фантастике. Зачастую речь даже и не о живом существе. Подробнее об этом явлении мы поговорим в нашей статье!

Понятие цифрового двойника

Цифровые двойники, они же – digital twins. Это новое дыхание высоких технологий, которое стало эффективным инструментом в самых разных отраслях. Изначальная идея цифрового двойника состояла в создании виртуальной копии физического объекта. Её задача в создании симуляций на основе данных из реального мира. Такие технологии позволяют проверить, как будет работать продукт или определённый процесс. 

Находясь в виртуальной среде, цифровые двойники держат непрерывную обратную связь со своим пользователем. Это позволяет человеку или компании контролировать всё происходящее, настраивать реальный, физический аналог по своему усмотрению. 

Цифровой двойник и симуляция: разница

Может показаться, что понятия цифрового двойника идентичны. Тем не менее, при схожих чертах, между ними есть значительная разница. Первое и главное различие – это масштаб. Цифровой двойник – технология, которая может служить для запуска сразу нескольких симуляций. Это позволяет детальнее отследить и оценить работу всех процессов. 

Ещё одна отличительная особенность в том, что симуляция обычно статична. Цифровой двойник же заточен под интерактивное взаимодействие. Работая с виртуальным пространством, позволять может проверить работу продукта в самых разных сценариях. Это открывает большие возможности для сбора данных, которые после можно проанализировать. 

Типы цифровых двойников

Цифровые близнецы поддаются классификации. Их можно разделить на несколько конкретных видов.

• Двойники компонентов представляют собой цифровые копии отдельных фрагментов системы или продукта. С их помощью инженеры и дизайнеры могут протестировать различные сценарии, чтобы понять принципы их работы. Так они оценивают работоспособность определённой детали.
• Двойники активов – это способ визуализации какого-либо предмета. Чаще всего их используют в отрасли техобслуживания или проектирования. Например, в виде двойника активов можно воссоздать машину, чтобы оценить её производительность.
• Системные близнецы обеспечивают взаимосвязь нескольких продуктов. Моделируя отдельные объекты в одной системе, пользователь может понять, как повысить эффективность компонентов.
• С помощью двойника процессов предприятие может наладить операцию любого масштаба: от мелких деталей до крупных проектов. Это позволяет увидеть возможные риски, спрогнозировать потенциальные проблемы.

Создание искусственной экологической модели стал одним из самых амбициозных проектов. Но какой итог его ждал? Рассказываем в нашей статье «Биосфера-2»

Плюсы цифровых двойников

 Помимо снижения затрат и рисков при выпуске продукта, цифровые двойники обладают массой преимуществ.

Повышение эффективности

Зачастую обработка производственных процессов отнимает слишком много времени и сил. Цифровые двойники же позволяют автоматизировать эти процессы и контролировать работу всех систем. Такой подход позволяет обеспечить максимальную производительность и эффективность. 

Ручные процессы не способны гарантировать ту прозрачность и гибкость, которую обеспечивают цифровые двойники. С помощью виртуальных технологий предприятия получают возможность отследить тончайшие изменения в работе. Цифровые двойники позволяют засечь даже крошечные детали, которые, однако, могут оказаться важны для всей работы и продукта, и предприятия. 

Повышенная точность исследований

Цифровые двойники обладают ещё одной интересной и полезной способностью. Они могут генерировать отчёты о возможных вариантах результатов в работе. Также цифровой близнец способен предоставить и большое количество данных для исследования и анализа.

Цифровой двойник даёт абсолютно чёткое понимание о том, как продукт будет действовать на практике. Это значительно сокращает затраты на испытательные работы. Проведя тщательное тестирование, производитель будет знать о том, как продукт будет работать в различных сценариях. Это не только сэкономит ресурсы, но и даст гарантию того, что покупатель получит товар высшего качества.

Срок эксплуатации

У цифрового двойника есть неочевидный плюс. С его помощью можно управлять жизненным циклом продукта. Такая функция обеспечивает оптимизацию на финальных этапах обработки продукта. Это значительно снижает затраты ресурсов и обеспечивает соблюдение нормативных требований. 

Цифровые двойники дают производителю возможность проанализировать состав материалов. Так они понимают, что именно получится извлечь из продукта после истечения срока годности. И это открывает возможности к поиску способов переработки материалов. Такой подход позволяет наладить не просто эффективное производство, но и экологичное.

Цифровые двойники в медицине

Работа цифровых двойников помогла увеличить эффективность не только на производственных предприятиях. Их достоинства оценили и в сфере здравоохранения. Согласно обширному исследованию больниц MUSC Health, цифровые близнецы значительно снизили время лечения и реабилитации пациентов. Положительная динамика отразилась на людях, перенёсших инсульт. Также снизилось количество осложнений внутри больницы. 

Цифровые двойники оптимизируют работу самого медицинского учреждения. С их помощью руководство эффективнее координирует работу персонала. Цифровой двойник также позволяет выявить недостаток коек, проверить состояние оборудования. И всё это – при пониженных затратах. 

Медицинские двойники

Цифровые двойники в медицинской сфере могут быть самыми разными. Общий виртуальный близнец медицинского заведения помогает наладить работу всех основных процессов. При его поддержке координируются графики персонала, вакансии в операционных и техническое оснащение. С помощью цифрового двойника можно улучшить и работоспособность медицинских устройств. Так разработчики тестируют эффективность внесённых изменений в материалы или функционал. Также через цифрового двойника можно оценить, как будет смотреться изменение в дизайне.

Цифровые двойники используются даже в фармакологии. Такие копии лекарств и химических веществ даёт возможность внести необходимые модификации в состав. У этого способа уже есть существенная доказательная база: с её помощью получилось ускорить производство западных вакцин от COVID-19. 

Совершенно отдельный разговор – цифровой двойник человеческого тела. Он необходим для моделирования клеток, органов или индивидуального генетического состава. Он учитывает образ жизни и привычки человека, чтобы создать более действенный состав лекарств и план лечения. 

Проблема одиночества

Австрийская компания Golem нашла новое применение цифровым двойникам. Некоторые люди, живущие в одиночестве, находятся в уязвимом положении. Среди них – немобильные или с ограниченными возможностями. Цифровой двойник на основе искусственного интеллекта может значительно упростить им жизнь. Согласно новой концепции, новая технология обеспечивает каждого нуждающегося в этом человека собственным цифровым помощником по здоровью. Чем он может быть полезен?

• Общение с человеком или его опекунами по мобильным телефонам или умные колонки.
• Составление и соблюдение рекомендованного распорядка дня.
• Непрерывный контроль за показателями жизнедеятельности, активностью, обменом веществ. Также цифровой двойник может учесть эмоциональные и психологические факторы.
• Анализ состояния здоровья и составление прогнозов.
• Интерпретация результатов медицинских исследований и действенные рекомендации.

Копия прошлого и настоящего

Цифровая капсула времени, в какой-то степени, тоже может считаться виртуальным двойником. С её помощью вы можете сохранить все свои воспоминания, ценные фотографии, видеозаписи и аудиофайлы. Даже после окончания работы вам останется доступно редактирование капсулы, что даст возможность не только вновь пережить важные моменты жизни, но и дописать подробности, взглянуть на прежний опыт в новом свете. Сохраните свою память на долгие года – для себя и потомков.