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di Giovanni Reho – Nel 1969 la NASA aveva utilizzato alcuni simulatori di addestramento destinati alla navicella spaziale Apollo 13 con il compito di predire e individuare eventuali possibili danneggiamenti. Nel 2002, fu sempre un consulente della NASA ad elaborare per la prima volta il concetto di “digital twin” sviluppato tecnicamente nel 2010.

Il gemello digitale è lo specchio virtuale di un oggetto o un’entità reale.

Un oggetto, un prodotto o un ambiente reale possono avere la loro perfetta copia virtuale. Un processo, un sistema o una infrastruttura, così pure ogni essere vivente, può essere rappresentanto senza errore dal suo loro specchio digitale.

Tra la realtà e la sua rappresentazione virtuale può essere creato un ponte informativo che collega le due dimensioni e consente alla controparte digitale di comportarsi esattamente come la sua nativa dimensione reale, qualunque essa sia.

Questo “doppio mondo” che opera in perfetta sintonia e sincrona duplicazione è possibile grazie ad un modello informatico che contiene tutti i dati operativi o esperienziali della controparte fisica.

Le potenzialità del digital twin sono tendenzialmente infinite.

Senza interagire con l’entità concreta, il gemello digitale la può esaminare, testare o modificare evitando ogni conseguenza negativa tangibile ai danni del referente reale. In questo modo, possono essere previsti ed anticipati i possibili risultati concreti delle prestazioni nel mondo reale e individuare le potenziali criticità che l’elemento reale potrebbe rivelare o subire.

Questa incredibile interazione tra i due “mondi” apre la strada al monitoraggio, all’avviso per anomalie, al suggerimento di soluzioni e all’analisi avanzata dei dati.

Alcuni esempi. Posso creare il gemello virtuale di un prodotto che consente di analizzarlo in diverse condizioni di tempo o di spazio facendo emergere ogni sua eventuale criticità. Posso sperimentare come si comporterà nella realtà ed anticipare in modo tempestivo le sue lacune e problematicità. Prima di immetterlo nel mercato, potrò adottare tutte le necessarie soluzioni per adattarlo ai reali obiettivi perseguiti, conseguendo una reale ottimizzazione dell’intera catena di produzione.

Secondo le previsioni, si tratta di una tra le più importanti tendenze emergenti che caratterizzeranno l’innovazione tecnologica, destinata ad una irreversibile trasformazione della quotidianità nelle imprese di ingegneria, di produzione di beni e servizi e nella stessa medicina.

Grazie al digital twin sarà possibile visualizzare i problemi interni dell’oggetto reale senza la necessità di accesso fisico. Questo monitoraggio permette di ottenere tutti i necessari dati utili per realizzare un potentissimo ed infallibile strumento di analisi e di previsione.

Un’azienda potrà esaminare le attività del passato e individuare i propri errori, valutare le condizioni attuali e prevenire futuri ostacoli e problemi. È possibile in questo modo il pieno controllo di un processo di produzione, un significativo risparmio di tempo e risorse economiche, garantendo una maggiore sicurezza fisica nella verifica di funzionamento di un prodotto e nella sua riparazione.

Ricerca e sviluppo potranno procedere in perfetta concordanza di tempo incrementando le performance aziendali lungo l’intera catena di produzione, sino al fine vita, ai processi di ricondizionamento e riciclo.

In questo modo, grazie al digital twin è possibile il monitoraggio e il controllo dell’intero processo produttivo, simulando perfettamente interi processi che potranno essere testati in diversi scenari e condizioni. Sarà quindi possibile correggere eventuali errori in ogni fase e segmento di processo e avviare strategie di sviluppo più efficienti e profittevoli per le aziende.

Con il gemello digitale si può replicare un’intera organizzazione aziendale ed i suoi sistemi strutturali, nei vari settori e aree di cui si compone l’azienda.

Potranno ad esempio essere esaminati i passaggi informativi interni e individuate soluzioni sistemiche alternative sino alla reale ottimizzazione del processo, salvaguardando e rafforzando l’integrità del sistema reale e consentendo migliori performance per il futuro.

Il gemello digitale applicato al sistema strategico generale dell’azienda può consentire la collaborazione trasversale tra i vari team e gestire tematiche anche complesse in modo più armonico e partecipativo grazie al movimento nell’ambiente digitale e la gestione comparata di attività interattive e interconnesse relative ad uno specifico progetto.

Significativo il contributo del digital twin anche nella progettazione edilizia, meccanica e tecnologica in generale.

Grazie alla modellazione virtuale di un prototipo è possibile eliminare in modo radicale molti passaggi normalmente previsti nella progettazione reale che richiedono fasi iteranti molto dispendiose in termini di tempo, risorse professionali e finanziarie.  Il modello virtuale consente dunque una prototipazione più rapida e snella, con notevoli vantaggi per la produttività e la qualità del prodotto.

La progettazione nel modello virtuale riduce l’errore nel mondo reale e evita danni e criticità legate alla sicurezza eliminando ogni incognita sul funzionamento del bene o del prodotto reale, con sensibile riduzione del time to market garantendo un livello molto alto di qualità.

Da considerare inoltre la possibilità per il gemello digitale di rendere agile e flessibile la catena di fornitura e di adattarla a mutevoli condizioni di mercato, con notevole ottimizzazione del monitoraggio e del controllo nelle sue varie fasi.

La realizzazione di un gemello digitale richiede l’ausilio di sistemi tecnologici avanzati: telecamere di altissima risoluzione, laser scanner 3D, software di simulazione, piattaforme per la gestione dei Big Data, sistemi in Cloud e Internet of Things, con la necessaria integrazione di intelligenze artificiali e machine learning.

Il futuro del gemello digitale riguarda anche la medicina e la possibilità di creare digital twin del corpo umano e di singoli organi, già in atto in alcuni ospedali con l’obiettivo di monitorare la risposta a trattamenti farmacologici o a cambiamenti di stili di vita. Alcune fonti indicano quale prossimo obiettivo la replica del cervello umano che alcuni gruppi di ricerca confidano di realizzare entro il 2025.

Sono evidenti le straordinarie potenzialità di un “clone” per ogni oggetto, processo o essere vivente; è tuttavia altrettanto evidente la potenziale pervasività di una tecnologia che può definitivamente alternare gli equilibri della persona umana. È indispensabile un intervento etico e giuridico globale che stabilisca ambiti e limiti insuperabili evitando derive tecnocratiche irreversibili e lo sviluppo di poteri occultamente eversivi per la centralità dell’essere umano.

Giovanni Reho

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