I Digital Twin stanno guadagnando attenzione come una delle innovazioni più promettenti nel campo della tecnologia. In particolare, la sinergia tra Digital Twin, Intelligenza Artificiale e metaverso sta aprendo nuove prospettive in diversi settori. Il modo con cui interagiamo con il mondo fisico e virtuale sta cambiando… scopriamo di più!
Che cosa si intende per Digital Twin?
Sono molte le definizioni di Digital Twin che possiamo trovare in letteratura e online: possiamo riassumerle nel concetto di integrazione bidirezionale tra il mondo fisico e il mondo virtuale, senza la necessità di intervento umano.
Il Digital Twin Consortium definisce Digital Twin “una rappresentazione virtuale di entità e processi del mondo reale, sincronizzati a una frequenza e fedeltà specifiche”.
Il concetto di Digital Twin è stato introdotto per la prima volta nel 2002 dal dottor Michael Grieves durante una presentazione sul PLM (Product Lifecycle Management – gestione del ciclo di vita del prodotto) presso l’Università del Michigan.
Grieves inizialmente non aveva utilizzato il termine “Digital Twin” ma il concetto presentato ne aveva tutti gli elementi caratteristici.
Durante la presentazione, Grieves espose l’idea di creare una versione virtuale, “specchio”, degli ambienti reali. Una riproduzione precisa e dinamica. Il punto cruciale stava proprio nella non staticità: i due sistemi (reale e virtuale) sarebbero stati connessi e in comunicazione bidirezionale per tutto il ciclo di vita del prodotto.
Successivamente, in altre pubblicazioni e libri, Grieves utilizzò l’espressione “Mirrored Spaces Model”. Il termine Digital Twin è stato infatti coniato nel 2010 da John Vickers, collega e co-autore di uno dei libri di Grieves. Successivamente l’espressione si è diffusa ed è divenuta popolare grazie al suo utilizzo da parte dalla NASA in alcuni documenti e report.
Digital Model, Digital Shadow e Digital Twin
Per chiarire bene il significato di Digital Twin possiamo partire dalla spiegazione delle differenze tra Digital Twin, Digital Model e Digital Shadow, le diverse “versioni” di un oggetto digitale. In dettaglio:
- nel Digital Model tra oggetto virtuale e oggetto fisico non c’è uno scambio automatico di dati. Ciò significa che, se si apporta una modifica all’oggetto fisico, questa non viene automaticamente recepita da quello virtuale e viceversa;
- con un Digital Shadow, invece, un cambiamento nello stato dell’oggetto fisico porta ad un cambiamento nell’oggetto digitale ma non viceversa. Il Digital Shadow si caratterizza infatti per la presenza di un flusso unidirezionale ed automatizzato di dati dall’oggetto fisico a quello digitale;
- infine, nel caso dei Digital Twin i flussi di dati sono automatizzati in entrambe le direzioni. Una modifica apportata all’oggetto fisico comporta automaticamente una modifica dell’oggetto digitale e anche viceversa.
Pensare al Digital Twin come un “semplice” modello 3D, dunque, non basta.
È importante considerare anche un altro elemento: i Digital Twin possono comprendere, oltre ai dati storici di funzionamento dell’oggetto reale e quelli derivati dal tracciamento costante delle sue attività, anche dati di prodotti simili o di sistemi o ambienti più ampi di cui l’oggetto fa parte. I Digital Twin comprendono dunque uno “strato” in più di dati raccolti da fonti diverse. Dati che, grazie all’Intelligenza Artificiale, permettono di creare simulazioni e scenari “what if”.
Per esempio, un’azienda potrebbe creare un gemello digitale di un cliente reale, includendo informazioni e dettagli che derivano da tutte le unità e sistemi aziendali (comportamenti d’acquisto online e in negozio, informazioni demografiche, possibilità offerte dal servizio clienti) ottenendo la possibilità di considerare un elevato numero di dati e variabili realizzando simulazioni di ogni genere.
Casi d’uso dei Digital Twin
I Digital Twin rappresentano un’evoluzione radicale del concetto di simulazione. I Digital Twin effettuano in autonomia un numero quasi infinito di simulazioni e non devono processarne una per volta, permettendo un notevole risparmio di tempo e risorse. In secondo luogo, i gemelli digitali hanno a disposizione anche i dati in tempo reale e non solo quelli storici raccolti in una fase precedente alla simulazione, che restituiscono all’oggetto fisico sottoforma di insight per apportare modifiche e miglioramenti. Infine, l’elevato ammontare di dati si combina con una potenza di calcolo senza precedenti grazie al contributo dell’Intelligenza Artificiale, permettendo di analizzare gli aspetti ed eventuali problemi da più punti di vista.
I casi d’uso possono essere molteplici, ad esempio:
- attività di ricerca e di sviluppo potenziate, grazie all’analisi dei dati e allo scambio bidirezionale tra fisico e virtuale;
- aumento dell’efficienza, i Digital Twin continuano a monitorare un prodotto anche quando è in fase di produzione e diffusione sul mercato, permettendo di mantenere il livello di efficienza alto per tutto il ciclo di vita;
- ottimizzazione del fine vita di un prodotto, grazie ai dati analizzati e restituiti dai Digital Twin è possibile comprendere meglio quali parti del prodotto possono essere recuperate e quali devono essere smaltite e in che modo.
Ad oggi, i principali ambiti di applicazione dei Digital Twin sono le smart cities (sapevi che Singapore possiede un proprio Digital Twin?), il settore manifatturiero e quello sanitario.
Digital Twin e metaverso
Un altro possibile ambito in cui utilizzare i Digital Twin è il metaverso. Queste tecnologie, non a caso, vengono spesso associate. Il metaverso potrebbe essere lo spazio in cui poter interagire con il Digital Twin. Ad esempio, indossando un visore ci si potrebbe muovere nel gemello digitale, potendo valutare meglio l’ergonomia di oggetti e ambienti rispetto a quanto si possa fare attraverso uno schermo.
Inoltre, il crescente utilizzo di Digital Twin permette di pensare che sarà possibile, in tempi anche abbastanza rapidi, vedere la nascita dei cosiddetti enterprise metaverse, metaversi aziendali. Un’azienda potrebbe creare diversi Digital Twin, unirli tra loro e collegarli anche a quelli dei propri fornitori, virtualizzando, di fatto, il proprio ecosistema operativo per simulare scenari o studiarlo.
Quali sono le sfide da affrontare per usare i Digital Twin?
Nonostante il crescente interesse e diffondersi dei Digital Twin, si tratta di una tecnologia emergente, non ancora affermata su larga scala. Il progresso nell’adozione dei Digital Twin va di pari passo con lo sviluppo dell’Intelligenza Artificiale e dell’Internet of Things (che permette di raccogliere e scambiare dati tra oggetti) e le sfide che queste tecnologie devono affrontare sono comuni. In particolare, non si tratta solo di sfide legate a fattori oggettivi (come la disponibilità di infrastrutture tecnologiche sufficientemente potenti per garantirne il funzionamento) o legate alla regolamentazione (i dati raccolti da e per i Digital Twin, così come quelli per gli algoritmi di AI, devono essere gestiti nel totale rispetto delle normative come GDPR e AI Act) ma sono anche relative alle aspettative e fiducia che le persone ne hanno. È fondamentale che ci sia conoscenza e comprensione di queste tecnologie in modo che le persone non si sentano da esse “minacciate” ma anzi possano contribuire ad immaginarne nuovi utilizzi positivi.
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