Todo puede duplicarse: un coche, una fábrica, un cuerpo humano ¡e incluso la Tierra! Como dobles virtuales, los gemelos digitales nos permiten comprender, predecir y optimizar mejor el mundo real. La industria, la arquitectura, la investigación y la sanidad ya no pueden prescindir de ellos. Sus ventajas son numerosas, empezando por su coste. Para las empresas, el mundo virtual tiene por fin un beneficio muy real.
Fruto de los avances en 3D, Internet de las Cosas (IoT) e inteligencia artificial, el gemelo digital es una tecnología prometedora. La industria, el urbanismo, la sanidad y muchos otros campos la utilizan para acelerar la innovación. Casi cualquier cosa puede duplicarse. Un coche para simular una prueba de choque, un corazón humano para preparar una cirugía, un medicamento para realizar ensayos clínicos virtuales y acelerar el tiempo de comercialización, un edificio para facilitar el diseño y mejorar la eficiencia energética... Incluso en TI, los gemelos digitales se utilizan para probar software, gestionar infraestructuras o simular ciberataques.
¿Qué es un gemelo digital?
Un gemelo digital es una réplica virtual de un objeto, sistema o proceso del mundo real. Utilizando tecnologías de modelado 3D, sensores, inteligencia artificial y Big Data, estos gemelos pueden simular, analizar y predecir el comportamiento de sus homólogos del mundo real, lo que permite comprender y controlar mejor su rendimiento y mantenimiento.
"Aunque la tecnología en sí no es nueva -la NASA ya la utilizaba en los años 60-, el término apareció en la industria en la década de 2000, con el uso generalizado de sensores y el análisis de sus datos", explica Cédric Vasseur, especialista en IA y formador de ORSYS.
¿Cómo se crean?
El diseño de un gemelo digital comienza con la recopilación de datos sobre el objeto, sistema o proceso real. Se colocan sensores en el objeto para recopilar información en tiempo real. A continuación se crean modelos 3D para representar visualmente su estructura y componentes. A continuación, se utiliza la inteligencia artificial para analizar los datos, entrenar redes neuronales mediante aprendizaje automático para crear un modelo y, después, simular el comportamiento del objeto real utilizando un gemelo digital.
¿Para qué sirven?
Aunque muchos sectores están cosechando los beneficios de los gemelos digitales, es la industria la que ha sido la fuerza motriz.
En la industria, los pioneros
Se distingue entre gemelos de productos digitales y gemelos de producción digital. Los primeros se utilizan para diseñar productos y validar su rendimiento. Eliminan la necesidad de prototipos físicos y reducen los plazos de desarrollo.
Por otra parte gemelos de producción digital se utilizan para planificar la fabricación, optimizar la producción, controlar las cadenas de suministro y mejorar la calidad. mantenimiento predictivo máquinas.
Siemens y Nvidia han firmado un acuerdo para facilitar la creación de simulaciones digitales de productos y procesos.
En robótica, esta tecnología se utiliza para diseñar robots. "En los modelos más sencillos, intentamos que las piezas no choquen entre sí", explica Cédric Vasseur. "En las versiones más avanzadas, obtenemos modelos muy próximos a la realidad. Es el caso de los robots industriales.
El uso de gemelos tiene una vertiente práctica en el diseño de un objeto: "cuando tienes un equipo de desarrollo de 100 personas, es mucho más práctico trabajar en un modelo digital que tener a 100 personas trabajando en un objeto real" observa Cédric Vasseur. Sobre todo porque la versión digital se beneficia de un registro de los cambios realizados por cada miembro del equipo de desarrollo.
En la industria, los gemelos digitales se utilizan en el sector aeroespacial y aeronáutico para optimizar el diseño de aviones, satélites, lanzadores, etc., reducir costes y mejorar la fiabilidad y seguridad de las aeronaves.
"Estas industrias utilizan piezas muy caras. Si algo se rompe, costará más que lanzar un estudio sobre un gemelo digital", explica Cédric Vasseur.
En otros ámbitos
En arquitectura, recreamos un edificio desde cero introduciendo sus dimensiones en un software 3D. Su modelo digital o BIM (Building Information Modeling) facilita el diseño de edificios, mejorando su eficiencia energética y su sostenibilidad medioambiental, en particular reduciendo la cantidad de materiales utilizados.
UrbanismoLas ciudades inteligentes utilizan gemelos digitales para simular infraestructuras y mejorar la movilidad urbana.
En sanidad, Los gemelos digitales de pacientes u órganos se utilizan para comprender mejor las enfermedades, probar tratamientos o anticiparse a las necesidades asistenciales. Philips ha desarrollado una herramienta médica en 3D, Dynamic HeartModel, con la que los cardiólogos controlan la salud de los pacientes que sufren enfermedades cardiovasculares.
La industria farmacéutica también ha aprovechado esta tecnología para diseñar fármacos más rápidamente. La técnica está probada: probar fármacos virtuales en un panel de pacientes virtuales. El resultado: ¡la duración de los ensayos clínicos se ha reducido a la mitad!
En TILos gemelos digitales ofrecen una gran variedad de aplicaciones:
- Desarrollo y pruebas de software Simulación y prueba de aplicaciones en un entorno virtual antes de su despliegue, identificando errores, problemas de rendimiento y vulnerabilidades.
- Gestión de infraestructuras La virtualización permite optimizar y supervisar infraestructuras complejas (centros de datos, redes, nube). Esto permite anticipar mejor las necesidades de recursos, mejorar el rendimiento y la seguridad de las infraestructuras y reducir los costes operativos.
- Ciberseguridad Simular y analizar las amenazas para mejorar la resistencia a los ciberataques y probar las contramedidas antes de aplicarlas.
- Formación Gemelos digitales: los gemelos digitales facilitan el aprendizaje a través de entornos de aprendizaje virtuales, lo que permite a los profesionales formarse y desarrollar competencias informáticas sin tener que manejar costosos equipos físicos ni arriesgarse a dañar sistemas reales.
Un futuro prometedor
El futuro de los gemelos digitales parece prometedor, con una creciente adopción en muchos sectores y constantes avances tecnológicos. Los avances en inteligencia artificial, realidad virtual y aumentada, sensores y conectividad permitirán crear gemelos digitales cada vez más precisos, interactivos y útiles.
La formación en gemelos digitales es una excelente oportunidad para los profesionales. Dominando las competencias necesarias para diseñar, analizar y gestionar gemelos digitales, podrás contribuir activamente a esta revolución tecnológica.
