Si kembar digital bergemuruh ke garis depan sejarah selama insiden Apollo 13 tahun 1970 yang terkenal. Ketika nasib tiga astronot tergantung pada seutas benang dalam dingin yang mematikan di jurang kosmik, keajaiban kembar digitallah yang membantu menemukan satu-satunya cara yang mungkin untuk menyelamatkan orang dan berhasil mendaratkan pesawat ruang angkasa. Sekarang, setengah abad kemudian, digital twins tetap menjadi salah satu teknologi yang paling menjanjikan dan menunjukkan jalan menuju era baru peradaban manusia.
Pada artikel ini, kami akan mendefinisikan istilah "kembar digital" dan mengilustrasikannya dengan contoh kanonik dari bidang otomatisasi rumah. Kami juga akan melihat sejarah kaya digital twins dan melihat mengapa mereka menarik begitu banyak minat saat ini. Sebagai kesimpulan, kita akan menyentuh prospek luar biasa yang dijanjikan oleh digital twins, dan melihat bagaimana kita - para profesional teknologi inovatif - dapat mendekatkan masa depan yang cerah ini menggunakan digital twins dan teknologi eksponensial yang dekat dengan mereka: kecerdasan buatan, Internet of things, mixed reality, robotika, dan lain-lain. ...
Apa itu digital twins
Untuk menghindari nasib Babilon kuno, kita perlu berbicara dalam bahasa yang sama saat membahas kembar digital. Inilah definisi favorit saya tentang digital twins, yang, dari sudut pandang saya, ringkas dan secara akurat menangkap esensi mereka:
Kembaran digital adalah model virtual tersinkronisasi dari objek, sistem, orang, proses, dan lingkungan apa pun. Kembar digital melacak masa lalu dan memprediksi masa depan.
Definisi singkat ini memuat beberapa gagasan penting yang perlu dielaborasi:
- Objek Abstrak
Kembar digital tidak terbatas pada ranah objek fisik; mereka juga dapat mewakili konsep yang sangat kompleks seperti sistem dan proses. Misalnya, salah satu bidang pembangunan yang menjanjikan di tahun 2020 adalah kembaran digital pemerintahan. Contoh lain yang relevan adalah kembaran digital penyebaran virus. -
– , , - . , , . -
, . , , . – , . , ( ), , , , . , . , .
Dengan demikian, definisi di atas membantu kami mengidentifikasi hubungan tiga arah antara digital twins, Internet of Things, artificial intelligence dan machine learning: digital twin menggunakan kecerdasan buatan untuk pemrosesan informasi data, dan Internet of things menyediakan aliran informasi yang masif untuk kecerdasan buatan yang haus data. Pada gilirannya, kecerdasan buatan memberi Internet of Things perilaku yang lebih cerdas, yang diperlukan untuk operasi yang aman di dunia nyata, di mana biaya kesalahan lebih tinggi karena risiko fisik terhadap orang dan properti. Mari kita ingat hubungan ini - kita akan melihat dampaknya nanti.
Contoh kanonik kembar digital
Salah satu contoh klasik digital twins adalah konsep bangunan pintar. Bayangkan sebuah ruang konferensi dengan banyak perangkat IoT: sensor kehadiran ruangan, sensor masuk / keluar, termostat cerdas, furnitur pintar (mampu mendeteksi jika kursi terisi), kamera konferensi yang dapat menghitung orang yang hadir, dll. Semua teknologi ini berharga, tetapi kita mungkin memerlukan jawaban untuk pertanyaan sederhana: "Apakah ruang konferensi sibuk atau senggang?" Oleh karena itu, kita dapat membuat kembaran digital dari ruang konferensi ini, yang akan mengumpulkan data dari semua perangkat pintar di dalamnya dan akan dapat menggambarkan ruangan pada tingkat abstraksi yang lebih tinggi dari domain gedung pintar, yang membantu menjawab pertanyaan asli.Kita dapat melangkah lebih jauh ke hierarki gedung pintar dan mengumpulkan semua kamar di satu lantai menjadi kembar digital dari lantai itu, misalnya, untuk mengontrol sistem pemanas, ventilasi, dan pendingin udara. Selanjutnya, kita pergi ke tingkat kembar digital seluruh bangunan, di mana masalah penting perlindungan dan keselamatan akan diatur. Ada juga aspek dinamis dari digital twins: elevator yang dapat berjalan dari satu lantai ke lantai berikutnya, dan orang yang berpindah dari satu ruangan ke ruangan lain atau berbagi pekerjaan. Data yang dikumpulkan oleh digital twins akan memiliki kemampuan prediksi untuk memprediksi pemanfaatan elevator dan permintaan ruangan berdasarkan waktu dan hari dalam seminggu.Selanjutnya, kita pergi ke tingkat kembar digital seluruh bangunan, di mana masalah penting perlindungan dan keselamatan akan diatur. Ada juga aspek dinamis dari digital twins: elevator yang dapat berjalan dari satu lantai ke lantai berikutnya, dan orang yang berpindah dari satu ruangan ke ruangan lain atau berbagi pekerjaan. Data yang dikumpulkan oleh digital twins akan memiliki kemampuan prediksi untuk memprediksi kemacetan elevator dan kebutuhan ruangan berdasarkan waktu dan hari dalam seminggu.Selanjutnya, kita pergi ke tingkat kembar digital seluruh bangunan, di mana masalah penting perlindungan dan keselamatan akan diatur. Ada juga aspek dinamis dari digital twins: elevator yang dapat berjalan dari satu lantai ke lantai berikutnya, dan orang yang berpindah dari satu ruangan ke ruangan lain atau berbagi pekerjaan. Data yang dikumpulkan oleh digital twins akan memiliki kemampuan prediksi untuk memprediksi kemacetan elevator dan kebutuhan ruangan berdasarkan waktu dan hari dalam seminggu.dikumpulkan oleh digital twins, akan memiliki kemampuan prediksi yang memprediksi kemacetan elevator dan permintaan kamar tergantung pada waktu hari dan hari dalam seminggu.dikumpulkan oleh digital twins, akan memiliki kemampuan prediksi yang memprediksi kemacetan elevator dan permintaan kamar tergantung pada waktu hari dan hari dalam seminggu.
Contoh ini menunjukkan bahwa digital twins dirancang untuk mencapai tujuan bisnis tertentu, seperti memaksimalkan ruang kantor, ditambah dengan peningkatan kepuasan pelanggan melalui prediksi akurat ketersediaan ruang (yang menyelamatkan pelanggan dari pengalaman buruk saat mereka tiba di kantor penuh). Antara lain, ketika tujuan bisnis berubah, objek dunia nyata yang sama akan memiliki kembaran digital yang berbeda.
Sejarah kembar digital
Penggunaan pertama istilah "Digital Twin" berasal dari laporan NASA 2010 tentang pemodelan dan simulasi ( https://www.nasa.gov/pdf/501321main_TA11-MSITPDRAFT-Nov2010-A1.pdf). Teknik yang dijelaskan dalam laporan tersebut dikembangkan dengan mempertimbangkan kebutuhan untuk membangun simulasi ultra-realistis dari pesawat ruang angkasa selama konstruksi, pengujian dan penerbangan. Kembar digital adalah hasil alami dari penelitian NASA selama program Merkurius, yang telah menghasilkan anak kembar sejak akhir 1950-an. Pada masa itu, simulasi dilakukan pada komputer analog, yang kemudian ditingkatkan ke mainframe digital pada paruh pertama tahun 1960-an. Foto di bawah ini menunjukkan pusat simulasi peluncuran pesawat luar angkasa Apollo pada akhir 1960-an - pada saat itu memiliki 15 simulator yang berjalan pada 8 mainframe.
Selain kemampuan simulasi tingkat lanjut, NASA memiliki sistem untuk mentransmisikan data telemetri yang sangat detail dari pesawat ruang angkasa Apollo. Simulasi berkualitas tinggi, dikombinasikan dengan fungsi "salinan langsung" yang dibuat oleh telemetri waktu-nyata, memungkinkan kami, tanpa berlebihan, untuk mempertimbangkan kasus NASA sebagai kembaran digital sejati pertama.
Kembar digital hari ini
Kembali ke zaman modern, perlu dicatat bahwa semakin populernya digital twins dalam pengertian modern mereka bertepatan dengan puncak popularitas Internet of things dan kecerdasan buatan dalam semacam siklus kematangan teknologi (Hype Cycle) oleh Gartner. Perhatikan bahwa IoT dan Machine Learning memiliki peringkat tinggi dalam Siklus Hype Gartner 2015.
Pada tahun 2016, digital twins memasuki Gartner Hype Cycle dan pada tahun 2018 berada di posisi paling atas kurva.
Namun, hubungan erat antara Internet of Things dan digital twins bukanlah suatu kebetulan. Seperti yang kami temukan sebelumnya, Internet of Things adalah yang menghidupkan kembaran digital melalui telemetri waktu nyata yang dikirimkan oleh perangkat yang sesuai. Internet of Thingslah yang menghubungkan entitas fisik dan kembaran digitalnya, membantu mereka bekerja sama untuk mencapai tujuan bisnis dari skenario tertentu.
Apa yang bisa Anda buat dengan digital twins?
Kembar digital mampu menunjukkan kekuatan super mereka pada abad terakhir, dan astronot dari Apollo 13 adalah contoh nyata dari hal ini. Mari kita bayangkan berapa banyak kehidupan digital twins dapat berubah menjadi lebih baik dengan bantuan teknologi modern seperti kecerdasan buatan dengan keajaiban pembelajaran yang mendalam, awan dengan sumber daya komputasi yang tidak terbatas, dan Internet of Things, yang akan segera menjadi lebih dekat dengan setiap penghuni bumi. Peradaban manusia membutuhkan bantuan teknologi yang kuat seperti digital twins untuk mengatasi masalah yang paling serius: penyakit parah dan perubahan iklim, kekurangan makanan dan perumahan, sistem kesehatan yang tidak sempurna dan perawatan untuk orang tua, kemiskinan dan ketidaksetaraan, dll.
Bagi kami para profesional teknologi tinggi, ini adalah kesempatan untuk menghadirkan manfaat luar biasa dari digital twins bagi individu dan perusahaan besar. Memulai digital twins tidaklah sulit, dan ada banyak cara untuk melakukannya: terapkan pengalaman Anda dengan teknologi cloud, atau gunakan pengetahuan Anda tentang pemrosesan data. Anda mungkin ahli domain yang mencoba menerapkan digital twins dalam skenario vertikal. Bekerja dengan digital twins membutuhkan upaya gabungan dari berbagai macam orang - dan bukan hanya teknis - karena solusi teknologi eksponensial modern berkembang dalam lingkungan kolaboratif. Lonjakan minat baru pada digital twins, yang dimulai tahun lalu, hanya akan tumbuh di masa depan.Contoh pertama implementasi digital twins modern telah disajikan, dan kita dapat mengharapkan yang baru dari hari ke hari. Beberapa penyedia teknologi sudah memiliki digital twins di platform mereka, seperti Azure:https://azure.microsoft.com/services/digital-twins/ Layanan
digital twin generasi saat ini di Azure mendukung model domain kompleks yang diperlihatkan dalam diagram arsitektur di atas. Selain itu, layanan digital twin generasi berikutnya dari Azure akan segera diluncurkan pada acara Microsoft Build 2020 baru-baru ini.
Sebagai penutup, kami harus siap membantu pelanggan kami agar berhasil menerapkan inisiatif digital twin mereka sebagai pembuat teknologi. Apa yang akan ANDA ciptakan dengan digital twins untuk mengubah hidup Anda menjadi lebih baik?
Penulis: Podnozov Andre, Konsultan senior
Andrey tinggal di Seattle dan bekerja sebagai Arsitek IoT di Luxoft, Perusahaan Teknologi DXC. Dia membantu klien berhasil menerapkan solusi IoT untuk mendukung inisiatif Transformasi Digital mereka. Andrey memiliki lebih dari 20 tahun pengalaman dalam teknologi terdistribusi dan cloud, serta pengalaman penelitian di lingkungan ilmiah dan komersial. Sebagai hasil dari bekerja untuk dua penyedia cloud terbesar, Andrey disertifikasi sebagai Arsitek di Azure dan AWS. Dia baru-baru ini membantu Microsoft membuat ujian sertifikasi baru, AZ-220: Azure IoT Developer Specialty.