Что могут цифровые двойники и кто их создает

На сегодняшний день технология цифровых двойников признана одной из самых перспективных в мире. Разбираемся, на что они способны и как повлияют на будущее человечества.

Как и когда появился термин

Цифровой двойник — это полная копия существующего объекта в виртуальной реальности. Он представляет собой программный продукт, который создается на основе собранных данных о прототипе.

Идея его создания возникла в 80-х годах XX века. Первая концепция была сформулирована в 2002-м, а само название впервые было использовано в 2010 году в докладе NASA. Исследователи обсуждали создание максимально приближенной к реальности виртуальной копии космического аппарата. Его модель должна была содержать информацию о самом объекте, технологиях его строительства, испытаниях и движении в условиях невесомости.

Сейчас данную технологию все чаще используют на производствах для оптимизации. Кроме того, она проникает в повседневную жизнь.

Самый яркий пример ее использования — электрокар Tesla. У автомобиля есть цифровой двойник, который отслеживает состояние агрегатов, собирая и анализируя множество данных. Первостепенная задача — передать информацию на завод, чтобы инженеры смогли откорректировать ошибки электроники. Вторая задача — обеспечить непрерывный обмен данными с другими высокотехнологичными авто, что позволяет реализовать функцию автопилота.

Типы цифровых двойников

Ключевые задачи индустрии

Первостепенная задача цифрового двойника — оптимизировать работу и сделать так, чтобы сложные процессы и объекты стали управляемыми и предсказуемыми. В лучшем случае — чтобы человеку не приходилось вмешиваться в их работу.

Основные задачи, которые могут решить цифровые двойники:

В нашей стране разработки в сфере цифровых двойников чаще всего заказывают промышленники и строители. Технология достаточно востребована и в энергетике, транспортной отрасли и смежных с ними областях. Среди российских IT-продуктов, которые основаны на принципе работы цифровых двойников, — сервисы доставки, такси, банкинга, навигации в смартфоне.

Как цифровые двойники помогают людям

Для большей ясности приведем наглядный пример. Отечественные IT-разработчики из организации «ЛАНИТ-Интеграция» создали цифровые объекты культурного наследия для партнеров из Казахстана. Сначала они сделали трехмерный скан ряда артефактов и зданий, затем сняли текстуру в максимальном разрешении. После этого оба результата совместили. Виртуальную копию можно использовать для проведения научных исследований и планирования реставрационных работ. Кроме того, такие цифровые модели позволяют сохранить и восстановить памятники, если они по каким-то причинам пострадают.

Другой пример: Северский трубный завод на Урале заказал создание своего цифрового двойника. С его помощью руководство планировало выявлять дефекты и брак в работе оборудования без его остановки. Благодаря технологии проблемы удается легко отследить и быстро принять необходимые меры, а значит — сократить издержки. Также в нее встроили систему, которая составляет прогнозы и выдает рекомендации по оптимальному способу управления производством. В результате внедрения решения завод получил дополнительную прибыль. Экономическая эффективность к 2025 году составит около 700 млн рублей.

Кроме того, с помощью цифровых двойников можно отслеживать изменения климата, экологических условий, погоды. Ученые уже заявили о старте проекта по созданию виртуальной копии Земли, чтобы с максимальной точностью прогнозировать возможные катаклизмы.

Будущее цифровых двойников

Технологии не стоят на месте и постоянно развиваются. То, что несколько лет назад могло казаться фантастичным, сегодня уже реальность. В планах ученых — сделать так, чтобы прогнозная аналитика работала на благо всего человечества.

За рубежом уже ведут разработки цифровых двойников человека. Так, испанская компания Neuroelectrics создает неинвазивные методы лечения неврологических заболеваний, например эпилепсии, на основе виртуальной копии мозга. Российские ученые из Сеченовского университета разрабатывают цифровые модели человеческих органов. В дальнейшем их можно будет адаптировать под конкретного пациента, чтобы понять, требуется ли ему операция и как отреагирует организм на хирургическое вмешательство.

Если же цифровой двойник будет сопровождать человека с самого рождения, технология сможет спрогнозировать, какие витамины и физические нагрузки ему больше всего нужны, какие риски для здоровья существуют, на что нужно обратить внимание, чтобы сохранить здоровье, и т. д. Например, если генетически индивид склонен к травмам мышц, программа порекомендует делать растяжку, чтобы в будущем сократить вероятность появления проблем.

Разработчики планируют создавать цифровые двойники целых компаний, которые включат в себя модели действующих и строящихся предприятий, финансовые потоки, логистические процессы, данные об управлении персоналом и многое другое. С каждым годом применение технологии будет расширяться, а значит, у нее большое будущее.

По прогнозам, приведенным в отчете международной исследовательской фирмы MarketsandMarkets, в ближайшие три года объем рынка цифровых двойников приблизится к $50 млрд, что превысит показатель 2020 года в 15 раз. Внедрение таких технологий станет одним из способов сделать бизнес более эффективным, улучшить здоровье людей и условия жизни на планете.

ЦУР 9

Цель устойчивого развития № 9 ООН (ЦУР 9) призывает к созданию надежной, устойчивой и качественной инфраструктуры, которая к 2030 году обеспечит повсеместное экономическое развитие и благополучие людей. Также цель гласит, что нужно значительно поднять уровень занятости в промышленности, нарастив вклад производства в ВВП стран. Для этого правительствам, бизнесу, НКО и изобретателям предстоит работать над переоборудованием предприятий, поддерживать научные исследования, стимулировать инновационную деятельность. Цифровые двойники как раз направлены на решение этих задач.

Подписывайтесь на наш канал в Telegram