Digital Twin: Gemelli diversi ma neanche tanto

 

Gemelli digitali

 

Tra i nuovi trend tecnologici alla ribalta nell’ultimo periodo, IIoT, manutenzione predittiva, robotica, machine learning, intelligenza artificiale e blockchain, troviamo una tecnologia in grado di supportarli tutti. Parliamo del Digital Twin, una copia esatta ma digitale, una sorta di alter ego che viaggia attraverso la cyber-realtà parallela.

Cos’è il Digital Twin?

Che lo si chiami gemello digitale o digital twin, per definizione è l’esatta duplicazione ma virtuale di un qualsiasi asset singolo così come di un complesso di apparecchiature. Può essere identificato come un prodotto industriale, un bene di consumo, l’insieme di macchinari che compone una linea di produzione, un motore, ecc… Rappresentare virtualmente un gran numero di oggetti così come anche una persona è possibile quando fra il mondo virtuale e quello reale esiste una sorta di connessione. Essa deve garantire lo scambio di informazioni sia real time che in differita: questa condizione è necessaria per garantire alla copia digitale la continua identità con quella reale, ovvero ottenere un modello virtuale in grado di mutare ogni qualvolta il suo corrispondente reale cambi un relativo parametro.

A che scopo creare un gemello digitale?

Come già accennato, il concetto di digital twin è la base per lo sviluppo di numerose applicazioni che si fondono con altre tecnologie. Un esempio tipico può essere rappresentato dalla manutenzione predittiva. Per poter essere implementata al meglio, questo tipo di manutenzione può dotarsi di un’esatta copia digitale di ogni apparecchiatura nell’impianto di riferimento, che come caratteristica abbia i normali parametri di funzionamento. Ogni differenza riscontrata fra la copia digitale e quella reale determina la quantità di interventi da effettuare per la manutenzione. Inoltre è possibile determinare la vita utile residua delle apparecchiature per stabilire il momento più opportuno per eseguire la manutenzione o effettuarne la sostituzione. Il passo successivo può essere quello di includere all’interno della manutenzione anche il machine learning unito all’IA.

Il digital twin è anche utilizzato in combinazione alla Blockchain, laddove è necessario garantire l’autenticità dei dati riferiti a un bene commerciabile. L’applicazione, ad esempio, sta avendo una discreta diffusione nel mercato delle opere d’arte: ogni singola opera deve corrispondere ad una e soltanto una copia digitale. Con l’ausilio dell’autentificazione tramite Blockchain, le condizioni di garanzia di autenticità del bene potranno essere soddisfatte e il rischio di avere in circolazione una copia reale contraffatta si riduce al minimo.

Anche l’ambito della progettazione avanzata attinge a piene mani dal concetto di gemello digitale. Questa condizione è indispensabile poiché sono numerosi ormai i software di progettazione che, grazie alle loro funzioni di simulazione (carico statico, deformazione, sollecitazioni, ecc…), rendono possibile comprendere e migliorare il prototipo di un’apparecchiatura anche complessa, eliminandone molti difetti ancora prima di arrivare alla realizzazione fisica. Con questo approccio si potrà avere un significativo risparmio di tempo e la possibilità di partire con la produzione disponendo di un’impostazione avanzata rispetto a un metodo tradizionale. Ciò che funziona “sulla carta” può così avere molte più possibilità di funzionare nella realtà.

Lo stesso sistema è utilizzato ad esempio anche per la simulazione dei grandi progetti che possono riguardare l’edilizia e l’urbanistica, in particolar modo applicato alla simulazione nelle smart city. Una volta creato un progetto di massima virtuale che rispecchia tutte le condizioni esistenti nel mondo reale, è poi possibile effettuare ogni tipo di simulazione influenzata da innumerevoli condizioni.

Attraverso la simulazione, si può riprodurre anche un processo biologico e renderlo sempre attuale aggiornandolo real time con i dati raccolti e verificando tutti gli effetti generati dalle direzioni intraprese. Una volta che il digital twin è costantemente aggiornato, è possibile testare tutta una serie di ipotetiche variabili (come in ambito farmacologico) ottenendo feedback più precisi che ottimizzano i processi decisionali determinanti per ciascun evento simulato.

Un vantaggio contro le future pandemie?

Il 2020 ha risvegliato in tutto il mondo la consapevolezza di quanto possa essere importante avere un sistema sanitario e farmaceutico efficiente. Come in ogni ambito di ricerca e sviluppo, i risultati concreti richiedono molto tempo. Per quanto riguarda la crisi sanitaria di quest’anno, non solo il tempo a disposizione per reagire era limitato, ma il settore della ricerca farmacologica è stato proprio preso alla sprovvista. È essenziale comprendere quanto l’aspetto digitale possa rappresentare una sorta di macchina del tempo per accelerare la sperimentazione virtuale nell’ambito medico e della ricerca farmaceutica. Ad ogni modo sono già attive simulazioni di alcuni farmaci che utilizzano pazienti virtuali, con determinate caratteristiche, volutamente impostate, che rispondono in maniera differente all’assunzione del farmaco. Questa simulazione permette di studiare gli effetti immediati e anche a lungo termine e tutto ciò partendo dalla creazione del digital twin.

 

 

Articolo scritto da Giardino delle Competenze
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