Sin duda,
una de las mayores innovaciones de los últimos años es la integración
del mundo real con el mundo virtual. Los límites se vuelven cada vez más
difusos, lo notemos o no. Conceptos como la Inteligencia Artificial (AI) o el avance en materia de fabricación
de robots semiautónomos han creado una nueva
realidad.
En este contexto tan particular es donde surge la idea de Gemelo Digital o Digital Twin. Un Gemelo Digital es una especie de réplica virtual de un objeto real, o de un proceso físico
Este concepto fue «profetizado» de cierta manera por el controvertido científico informático David Hillel Gelernter a principios de los años noventa del siglo pasado, en su publicación Mirror Worlds.
La idea fue perfeccionada una década después por Michael Grieves, quien propuso la aplicación del concepto de Gemelo Digital a los procesos productivos. Fue llamado de diferentes maneras, hasta que en 2010 uno de los directivos de la NASA, John Vickers, lo llamó tal como se lo conoce ahora. Un Gemelo Digital involucra tres componentes fundamentales: un objeto o proceso físico, su simulación y la conexión entre ambos.
En este contexto tan particular es donde surge la idea de Gemelo Digital o Digital Twin. Un Gemelo Digital es una especie de réplica virtual de un objeto real, o de un proceso físico
El modelado de un proceso real dentro de un
entorno virtual, permite experimentar con él sin necesidad de intervenir
realmente. Esto permite analizar su comportamiento general y cómo se
desenvolvería ante algún evento. Mediante el uso de poderosas herramientas como
Big
Data e Internet de las Cosas
(IoT), el proceso virtual ̶ generalmente montado en una nube ̶ evalúa
en tiempo real el funcionamiento del proceso físico. Luego procesa e interpreta
los datos recabados y simula posibles soluciones para conocer su potencial
impacto en el mundo real. Los resultados obtenidos son ensayados virtualmente.
Si son favorables, se pueden aplicar en la realidad. Esto permite un nivel de
optimización impensado años atrás, ya que no hay que invertir en posibles
soluciones cuyo impacto real desconocemos.
Los Gemelos Digitales poseen la capacidad de aprender y mejorar dinámicamente, mediante Aprendizaje Automatizado (o Machine Learning) basado en Inteligencia Artificial. Para su modelado se toman en cuenta todos los detalles relevantes de su contraparte real, a la que acompañan durante todo su ciclo de vida.
Las mejoras pueden testearse sobre este modelo
sin poner en riesgo al activo físico. Esto permite resolver un sinnúmero de
aplicaciones.
Por ejemplo, se pueden realizar mejoras de eficiencia energética de una máquina o proceso, se puede reducir el impacto ambiental, mejorar la seguridad, diseñar nuevos productos o aumentar el rendimiento productivo. Su integración con Internet de las Cosas, tecnología en proceso de expansión a nivel mundial en la actualidad, permite desarrollar plantas industriales prácticamente completas que pueden contar con su versión virtual sobre la cual se podrían realizar todas las simulaciones que sean necesarias, antes de su materialización en los procesos reales.
Uno de los grandes secretos de su
funcionamiento es el desarrollo que se produjo durante los últimos años en
materia de gestión de los datos. La tecnología Big Data permite gestionar un gran volumen de información, del cual
se extrae lo más representativo mediante modelos predictivos, permitiendo una
toma de decisiones adecuada. Los sistemas actuales, con un creciente nivel de
automatización y monitoreo, generan cada vez mayor cantidad de datos. Sin
herramientas como Big Data sería
sencillamente inmanejable.
Estamos frente a un nuevo paradigma de los procesos de manufactura, en lo que se considera como un salto tecnológico que representaría una Cuarta Revolución Industrial o, como se la suele conocer, una Industria 4.0. La calidad, la producción y el mantenimiento serán cada vez más interdependientes con los sectores de tecnología de la información. El mayor desafío se encuentra en la barrera cultural que la irrupción de lo virtual puede generar en las personas.
Un párrafo aparte merece la mención del uso de la tecnología de Gemelo Digital en la industria de la salud. Aquí, generalmente, quien posee una versión virtual es el paciente.
Se realiza un modelado inicial del paciente y se define un objetivo de salud. Es decir, se establece cómo debería ser su estilo de vida para considerarse «saludable» dentro de unos parámetros específicos. Está claro que esto es relativo para cada persona. Aquí radica la importancia de la fidelidad del modelo virtual.
El Gemelo Digital va monitoreando indicadores reales del paciente, prueba virtualmente diferentes cambios hasta obtener resultados acordes al objetivo esperado, y ajusta el tratamiento que deberá seguir la persona real.
Como sucede con otras innovaciones en materia de tecnología aplicada a la salud o bioingeniería, esta idea de Gemelo Digital en salud despertó críticas de algunos sectores que la califican de elitista.
El
nivel de personalización es tal que su costo (al menos en el corto o medio plazo) sería muy elevado y quedaría al
alcance de unos pocos, aumentando aún más la brecha existente en acceso
universal a la salud.
Sus detractores consideran que los avances
tecnológicos deberían tender a democratizar la salud en el mundo y no a generar
más desigualdad.
Otra aplicación es el desarrollo de modelos de
Ciudades Inteligentes o Smart Cities. Tomando como modelo la ciudad real, y
comparándola con un funcionamiento deseado, se pueden ir simulando infinidad de
situaciones de manera virtual. Las que resulten efectivas podrán ser
convertidas en medidas con impacto real sobre las ciudades.
Resumiendo, nos encontramos en un momento único
en materia tecnológica, en donde los cambios se dan de manera exponencial.
Muchas veces, el tiempo que precisamos para asimilar cada cambio
no es suficiente y aparece otro desafío. Esto nos obliga, hoy más que nunca, a
mantenernos actualizados y atentos al mundo que nos rodea.
"No es el más
fuerte ni el más inteligente el que sobrevive, sino el que es más capaz de
adaptarse a los cambios."
Charles Darwin,
naturalista inglés
Raúl Sejzer
Ingeniero Electrónico, Especialista en Ingeniería en
Calidad Amplia experiencia en instrumentación y automatización en industrias de
proceso, mejora continua e implementación de la Norma ISO/IEC 17025 en
Laboratorios Acreditados y Supervisados. Director de KAI Group. Consultor y
formador, experto en Metrología y Gestión de la Calidad en Laboratorios de
Calibración y Ensayos.
Contacto:
www.linkedin.com/in/raul-sejzer/
|
Este artículo corresponde a una serie de colaboraciones que he solicitado a
diversos compañeros y profesionales que desarrollan su actividad en distintas
áreas de la gestión empresarial y que han accedido (creo y espero que
encantados) a redactar para mi blog una serie de artículos exclusivos. El
objetivo final es ampliar y compartir nuestro conocimiento. |
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