Como os gêmeos digitais nos ajudam a entender a tecnologia e a infraestrutura de amanhã

Um gêmeo virtual é uma representação digital de um sistema actual – um prédio, a rede elétrica, uma cidade, até mesmo um ser humano – que imita as características do sistema. No entanto, um gêmeo virtual é mais do que apenas um modelo de computador. Ele recebe dados de sensores no sistema actual para constantemente paralelo ao estado do sistema.

Um gêmeo virtual ajuda as pessoas a analisar e prever o comportamento de um sistema sob diferentes condições. Os sistemas que estão sendo geminados são tipicamente muito complexo e requer um esforço significativo para modelar e rastrear.

Os gêmeos digitais são úteis em uma ampla variedade de domínios, incluindo redes de fornecimento, assistência médica, edifícios, pontes, carros autônomos e personas de clientes de varejo para melhorar a eficiência e a confiabilidade. Por exemplo, um operador de armazém pode otimizar o desempenho de um armazém explorando a resposta de seu gêmeo virtual a várias políticas e equipamentos de manuseio de materiais sem incorrer no custo de fazer alterações reais.

Mesmo um incêndio florestal pode ser representado por um gêmeo virtual. As agências governamentais podem prever a propagação do fogo e seu impacto sob diferentes condições, como velocidade do vento, umidade e proximidade de habitats, e usar essas informações para orientar as evacuações.

Por que os gêmeos digitais são importantes

Os gêmeos digitais são frequentemente usados ​​para modelar, entender e analisar sistemas complexos onde o desempenho, a confiabilidade e a segurança do sistema são críticos. Em tais sistemas é elementary testar quaisquer mudanças, sejam elas planejadas ou não.

Para testar com precisão as mudanças no estado do sistema actual e os efeitos de qualquer estímulo possível, o gêmeo virtual deve representar com precisão o sistema físico em seu estado atual. Isso exige que o gêmeo virtual receba atualizações contínuas do sistema físico por meio de canais de comunicação rápidos e confiáveis.

Criar e manter gêmeos digitais geralmente envolve grandes quantidades de dados para representar vários recursos do sistema actual. Coletar e processar esses dados requer tecnologias avançadas de comunicação e computação. O suporte à comunicação normalmente envolve conexões de web de alta velocidade e redes sem fio, como Wi-Fi e 5G. O suporte computacional é normalmente na forma de servidores, seja na nuvem ou mais próximo do sistema físico.

Nós e outros membros do corpo docente do Rochester Institute of Generation e da College of California, Irvine, estamos iniciando o Centro de Pesquisa de Espaços Inteligentes, um centro de pesquisa patrocinado pela Nationwide Science Basis. Um dos principais projetos em andamento neste centro é construir as tecnologias básicas para a criação de gêmeos digitais em uma variedade de aplicações.

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Este artigo de Amlan GangulyProfessor Associado de Engenharia da Computação, Instituto de Tecnologia de Rochester e Nalini VenkatasubramanianProfessor de Ciência da Computação, Universidade da Califórnia, Irvineé republicado de A conversa sob uma licença Ingenious Commons. Leia o artigo authentic.