Gemelo digital: todos los beneficios de la innovación sin fin

Descubriendo los Gemelos Digitales, las tecnologías que los soportan y quiénes utilizarán el modelo de simulación existente más estimulante

El Gemelo Digital o Gemelo Digital identifica la réplica perfecta de un objeto físico en formato digital, ya sea un producto, un proceso o un sistema.
El Gemelo Digital, cuya autoría pertenece a Michael Vickers, aparece por primera vez en 1970 con motivo del uso simultáneo por parte de la NASA de quince ordenadores para crear las simulaciones que guiaron a la tripulación del Apolo 13 en la operación de recuperación espacial.
La primera aplicación de software a nivel industrial se debe en cambio a Michael Grieves, quien en 2002 presentó el Gemelo Digital como un modelo conceptual en la base del ciclo de vida de un producto.
En el Digital Twin, todos los datos e información del mundo real se reproducen fielmente en el virtual para crear un par de gemelos perfectamente idénticos.
Estos dos sistemas, mediante el uso de tecnologías diferentes y específicas, también pueden comunicarse e interactuar intercambiando información y ayudándose mutuamente a lo largo del ciclo de vida del producto o sistema, desde la fase de creación y producción hasta la fase de operación y seguimiento.

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Por lo tanto, un ahorro considerable de tiempo, riesgo y dinero.

El Gemelo Digital puede nacer antes o después del objeto real. Cuando se crea antes que el producto físico, permite una importante actividad preventiva.
Considere, por ejemplo, la fase de concepción de un producto y/o sistema. Disponer de un Gemelo Digital que simule y anticipe el comportamiento del futuro prototipo físico supone crear un producto funcional con un ahorro considerable de tiempo, riesgo y dinero.
Además, una vez que el sistema o producto material nace, no es abandonado por su Gemelo Digital, que diversificará sus funciones realizando una actividad predictiva y de seguimiento de su comportamiento con el fin de optimizar su rendimiento, solucionar problemas o crear otros y diferentes servicios.
Si, por el contrario, el objeto ya existe, es posible crear, con las herramientas tecnológicas más modernas, un gemelo preciso y detallado construido sobre datos y sobre el que es posible actuar con los distintos sistemas de inteligencia artificial para llevar a cabo cada proceso funcional a la diversa utilidad del objeto físico.

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¿Qué caracteriza a los Gemelos Digitales o Gemelos Digitales?

El Gemelo Digital permite, sobre todo, seguir el objeto o proceso a lo largo de su ciclo de vida interactuando con él.
En la mayoría de las simulaciones el modelado del objeto real se realiza en su exterior, solo es posible ver las características externas (por ejemplo los Tours Virtuales).
En el Gemelo Digital, en cambio, el modelado no solo se realiza en el exterior, sino que permite adentrarse en el interior del objeto y, por tanto, conocer, extraer y utilizar cada uno de sus elementos particulares, por ejemplo: medidas , materiales, estructuras y muchos otros elementos.
Además, es posible insertar toda la información relativa al objeto, por ejemplo, información sobre el origen, procedencia de los materiales, datos históricos, etc., así como realizar un modelado que sea funcional para su uso en el mundo de Internet. .

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Cuantas diferencias con la reconstrucción 3D “estática”…

El Gemelo Digital también se diferencia de la reconstrucción 3D, que proporciona una representación estática del modelo físico, en que es dinámico gracias a la posibilidad de intercambiar datos en tiempo real con la contraparte física mediante el uso de sistemas IoT (Internet de las Cosas) .
Pero lo más innovador del Gemelo Digital radica en que una vez creado ofrece la oportunidad de explotar la multitud de información que contiene para crear y activar servicios innovadores.
Por ejemplo, las actividades de realidad aumentada presuponen necesariamente la creación preventiva de un sujeto que ha sido modelado, por lo tanto de un Gemelo Digital en el que luego será posible operar y experimentar.
Los algoritmos de inteligencia artificial, por otro lado, necesitan un modelo existente para procesar los diversos procesos. Etcétera.

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¿Qué tecnologías soportan este concepto?

Los sistemas tecnológicos que soportan Digital Twins o Gemelos Digitales son de lo más variados, pero sobre todo han dado un importante salto de calidad en los últimos años. Por lo tanto, vale la pena enumerarlos de manera oportuna y precisa…
Escáneres láser 3D, escáneres LIDAR (Laser Detection and Ranging), cámaras de muy alta resolución para modelar el objeto mediante la detección y recolección de puntos ubicados en el espacio digital, la denominada nube de puntos;
software de simulación y Big Data;
Nube, lugar donde se encuentra domiciliado el Gemelo Digital;
Internet de las cosas, es decir, todos los objetos que pueden intercambiar y conectar datos a otros dispositivos y sistemas en Internet. El Gemelo Digital es la base del IoT, mientras que el Internet de las Cosas es la herramienta de conexión entre el objeto físico y el virtual.

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¿Cómo es el futuro y qué sectores se beneficiarán de él?

El Gemelo Digital con sus diversas aplicaciones constituye una cuota de mercado cada vez más emergente.
Según las previsiones de Markets and Markets, en 2020 el mercado mundial de Gemelos Digitales produjo cifras en torno a los 3,1 millones de dólares y se estima que para 2026 alcance los 48,2 millones de dólares.
La aplicación del Gemelo Digital, inicialmente limitada a la aeroespacial y la industria (ingeniería, fabricación, aeroespacial, energía, etc.), se está extendiendo a todas las áreas que han sabido identificar y explotar su enorme potencial.
En 2019, el sector de la automoción representó la mayor cuota del mercado de Gemelos Digitales, mientras que en los últimos dos años el crecimiento ha estado especialmente ligado a los sectores sanitario y farmacéutico debido a la pandemia de COVID-19.
Los gemelos digitales son utilizados por las industrias farmacéutica y de salud para monitorear la salud de los pacientes y estudiar los cambios en la vida diaria que se han producido debido al virus.
El potencial del Gemelo Digital invertirá predominantemente en todos los sectores orientados a ofrecer servicios eficientes y mejorar la calidad de vida de las personas.
La evolución lógica de las ciudades inteligentes ("smart cities") también estará ligada a la capacidad de desarrollar Urban Digital Twins, es decir, Digital Twins de apoyo a la gobernanza territorial que sean capaces de planificar con antelación la evolución completa de una ciudad, los servicios ofrecidos, para prevenir y solucionar problemas incluso antes de que se conviertan en problemas irreparables.

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De la ciudad al territorio en un insistente "hermanamiento"

Ampliando la mirada de la ciudad al territorio, los Digital Twins podrían utilizarse para hipotetizar el nacimiento de los Land Digital Twins (LDT) o el acompañamiento a la construcción de verdaderos smart lands capaces de planificar, desarrollar y mejorar la vida incluso en los suburbios.
Además, la reordenación territorial empieza a tener un enfoque abierto a la innovación tecnológica para todo lo relacionado con la recuperación, construcción, rehabilitación y venta de inmuebles.
Las ventajas que se derivan del uso de un Gemelo Digital son muchas e involucran diferentes temas.
El Gemelo Digital permite imaginar, planificar, ver, corregir el futuro edificio, conservar su memoria histórica, monitorear su estado en tiempo real, a través del Internet de las Cosas, optimizar la calidad de vida de los habitantes, reducir costos y intervenir para eliminar problemas críticos y/o programar intervenciones de mantenimiento.
Además, el edificio virtual se puede visitar en detalle de forma remota, facilitando el encuentro entre la demanda y la oferta de inmuebles.

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Valor en la puesta en valor del patrimonio histórico y cultural

En el contexto de la conservación y puesta en valor del patrimonio histórico y cultural, el Gemelo Digital puede ser una herramienta de ayuda verdaderamente fundamental, actualmente poco utilizada.
Todas las obras tienen una vida que se ve afectada no sólo por el paso natural del tiempo, sino también por la aceleración que impone la contaminación ambiental, por posibles desastres naturales o provocados por el hombre.
Proteger el patrimonio cultural para transmitirlo a las generaciones futuras para que puedan disfrutarlo es una obligación moral.
El Gemelo Digital del patrimonio cultural permite cristalizar fielmente el patrimonio en el estado en que nos ha llegado. Además, proporciona una serie de información que puede ser utilizada por estudiosos y expertos para los usos más adecuados (realización de experimentos, estudio del bien, actividades de restauración y conservación, etc.).
El flujo continuo adicional de datos e información (enriquecido con el uso de sensores) también permite monitorear y controlar diferentes aspectos, como los efectos de la luz y el sonido, los niveles de CO2, la humedad y el deterioro del material, la ventilación, los efectos de la presencia de los visitantes sobre el estado del inmueble, etc.
Incluso en arqueología, donde la mayoría de las actividades de investigación no son reversibles, el Gemelo Digital se puede utilizar: por ejemplo, para simular el sitio de excavación que permanecerá inalterable y en el que arqueólogos y técnicos pueden trabajar simultáneamente incluso desde diferentes lugares.
El Gemelo Digital es también una herramienta para la promoción y puesta en valor del patrimonio cultural, además de ser una valiosa herramienta de conservación y estudio para diversos expertos y académicos, también puede utilizarse como base para Visitas Virtuales y, por tanto, para permitir visitas virtuales. visitantes a conocerlo de una manera más inmersiva.

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El Arca Venerable de San Antonio, una referencia de la UNESCO

Como parte de las acciones promovidas por el comité de dirección de los sitios con frescos del siglo XIV, incluidos en la Lista del Patrimonio Mundial de la UNESCO, la Veneranda Arca di Sant'Antonio promovió y creó el Gemelo Digital del Oratorio de San Giorgio en Padua.
Tal modelado, a través de múltiples Gemelos Digitales, está bien descrito en un video publicado en el canal de YouTube de geolander.it.
El presidente jefe de Veneranda Arca, Emanuele Tessari, aprovechando las oportunidades del Gemelo Digital, explicó exactamente que: “la creación del modelo digital no solo proporcionará una valiosa herramienta para la conservación y estudio del edificio, poniendo a disposición de expertos, estudiosos e investigadores los datos georreferenciados del inmueble, sino que también será una herramienta importante para su promoción y puesta en valor, permitiendo a los visitantes virtuales entrar en su interior y disfrutar de su magnífica belleza”.

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Objetivo de la UE: digitalizar los monumentos para 2030…

La Comisión Europea ha publicado una Recomendación sobre un espacio europeo común de datos para el patrimonio cultural, invitando a los Estados miembros a acelerar la digitalización para 2030 de todos los monumentos, sitios, objetos y artefactos del patrimonio cultural, con la esperanza de que al menos el 50 por cada cien de los más visitados se digitalizan en 3D. Nuestra recomendación es aún mejor cuando se vuelve a poner en un gemelo digital.
Las cuevas de Lascaux en Francia son un claro ejemplo de la necesidad de un gemelo. En este caso se crea un doble “físico”.
Las cuevas, de hecho, están cerradas al público desde 1983, después de que las emisiones de dióxido de carbono, el aumento de la temperatura provocado por las visitas y la iluminación artificial comenzaran a provocar la propagación de una colonia de algas en las paredes, amenazando las preciosas pinturas que datan. al Paleolítico Superior, cuentan con su propia réplica física del salón de toros y galería pintada.
Josh Billings, cuando escribió eso "Hay dos cosas en la vida para las que nunca estaremos preparados: gemelos", desconocía, por supuesto, que en una época bastante lejana a la suya llegarían los Gemelos Digitales.
Probablemente habría comentado sarcásticamente que “las ocasiones son raras; y aquellos que saben cómo agarrarlos son aún más raros”.
En el caso del Gemelo Digital parece que muchos han decidido, en cambio, aprovechar esta innovadora oportunidad…

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