Ідея «цифрового двійника» не нова, насправді її вперше розробило NASA у 1960-х роках, щоб допомогти врятувати екіпаж Аполлона-13 шляхом дублювання процесів у цифровому середовищі для розгортання в реальному світі.
Сьогодні світ працює на просторових цифрових двійниках: динамічних, інтелектуальних, віртуальних репліках фізичних активів, процесів та цілих середовищ, що враховують місцезнаходження. Ці двійники — це більше, ніж просто 3D-візуалізації, це живі екосистеми, що постійно оновлюються даними в режимі реального часу та працюють на базі поєднання передових технологій.
Вони трансформують те, як галузі проектують, функціонують, оптимізують та планують майбутнє, включаючи геопросторові дослідження, будівництво, транспорт та інші. Геопросторові дані, отримані геодезистами, відкриють доступ до більшої кількості застосувань у розумних містах, інфраструктурі, комунальних послугах та розумному сільському господарстві, допомагаючи поєднати цифровий та фізичний світи. Ця революція підживлюється поєднанням кількох ключових технологічних досягнень, які досягли критичної зрілості.
Просторовий інтелект від ШІ.
Штучний інтелект – це мозок просторового двійника, який перетворює необроблені вхідні дані на прогностичну силу. ШІ розвиває просторовий інтелект, або здатність розуміти та міркувати про тривимірний фізичний світ, представлений у цифровому двійнику. Алгоритми ШІ аналізують потоки даних від датчиків та сканувань, що дозволяє здійснювати все: від прогнозного обслуговування до оптимізації дорожньої мережі міста.
Захоплення реальності та Інтернет речей.
Щоб цифровий двійник синхронізувався з реальністю, просторова структура постійно потребує даних з мережі високоточних датчиків. Удосконалений LiDAR, 3D-лазерне сканування, фотограмметрія на основі дронів та мобільні системи картографування швидко та точно фіксують фізичний світ. Дані з мережі датчиків Інтернету речей, що вимірюють безліч інших параметрів, включаючи температуру, вібрацію та заповненість, постійно збагачують структуру двійника.
Інтерактивне підключення.
Нам потрібно не лише дивитися на дані, а й взаємодіяти з ними занурювальними способами, щоб візуалізувати та маніпулювати цифровими двійниками. Використовуючи доповнену та віртуальну реальність, інженери, планувальники, дизайнери та геодезисти можуть досліджувати реальне середовище через захопливий віртуальний досвід. Масштабовані хмарні платформи, адаптивні периферійні обчислення та високошвидкісні стільникові мережі з низькою затримкою підтримують цю інтерактивність.
У різних галузях просторові цифрові двійники дають відчутні результати:
- Розумні міста, такі як Сінгапур та Гельсінкі, використовують цифрових двійників для оптимізації транспортних потоків, управління споживанням енергії, моделювання реагування на стихійні лиха та планування оновлень інфраструктури з більшою передбачливістю.
- Цифрові фактичні дані в архітектурі, інженерії та будівництві допомагають усім зацікавленим сторонам керувати всім життєвим циклом активів, створюючи безперебійний потік даних від будівництва до експлуатації.
- Комунальні підприємства можуть використовувати цифрових двійників для управління старіючими мережами, інтеграції відновлюваної енергії, такої як сонячна та вітрова, прогнозування ремонту обладнання та підвищення їхньої стійкості до кліматичних та кіберзагроз.
- У сільському господарстві цифрові двійники, що отримують дані з дронів та датчиків, оптимізують зрошення та удобрення, прогнозують врожайність та допомагають фермам підтримувати цілі сталого розвитку.
Найамбітнішою з цих ініціатив є програма Європейського Союзу Destination Earth (DestinE). Розпочата у 2022 році, DestinE має на меті створити високоточну цифрову копію всієї системи Землі до 2030 року. Проект спрямований на моніторинг впливу зміни клімату, прогнозування екстремальних погодних умов, моніторинг систем Землі та підтримку розробки стратегій адаптації та пом’якшення наслідків.
Використання просторових цифрових двійників є одночасно повсякденним і надзвичайним, причому темпи змін та інновацій не демонструють ознак уповільнення. Промисловість може очікувати глибшої інтеграції штучного інтелекту, більш безперебійного та захопливого досвіду, а також підвищеної автономії, де двійники можуть ініціювати дії. Як важливі інструменти, що сприяють ефективності, поєднання дедалі більших, більш пов’язаних систем обіцяє ще краще середовище для співпраці та операцій, побудоване на основі цифрових двійників.
