Từ ô tô đến các công trình, những bản sao kỹ thuật số giúp chúng ta hiểu về công nghệ và cơ sở hạ tầng của ngày mai — và chúng ta cần nhiều hơn nữa

Một bản sao kỹ thuật số là biểu tượng ảo của một hệ thống thực tế – một tòa nhà, lưới điện, một thành phố, thậm chí là một con người – mô phỏng các đặc điểm của hệ thống. Tuy nhiên, một bản sao kỹ thuật số không chỉ là một mô hình máy tính. Nó nhận dữ liệu từ cảm biến trong hệ thống thực để liên tục tương đồng với trạng thái của hệ thống.

Một bản sao kỹ thuật số giúp mọi người phân tích và dự đoán hành vi của một hệ thống dưới các điều kiện khác nhau. Các hệ thống được tạo ra giống nhau thường rất phức tạp và đòi hỏi nỗ lực đáng kể để mô hình hóa và theo dõi.

Bản sao kỹ thuật số hữu ích trong nhiều lĩnh vực, bao gồm chuỗi cung ứng, chăm sóc sức khỏe, công trình, cầu, xe tự lái và hồ sơ khách hàng bán lẻ để cải thiện hiệu suất và độ tin cậy. Ví dụ, một nhà quản lý kho có thể tối ưu hóa hiệu suất của kho bằng cách khám phá phản ứng của bản sao kỹ thuật số của nó đối với các chính sách xử lý vật liệu và thiết bị khác nhau mà không phải chịu chi phí thực hiện thay đổi thực tế.

Ngay cả một đám cháy rừng cũng có thể được biểu thị bằng một bản sao kỹ thuật số. Các cơ quan chính phủ có thể dự đoán sự lan rộng của đám cháy và ảnh hưởng của nó dưới các điều kiện khác nhau như tốc độ gió, độ ẩm và gần kề với nơi cư trú, và sử dụng thông tin này để hướng dẫn sơ tán.

Tại sao bản sao kỹ thuật số quan trọng

Bản sao kỹ thuật số thường được sử dụng để mô hình, hiểu và phân tích các hệ thống phức tạp, nơi hiệu suất, độ tin cậy và bảo mật của hệ thống là quan trọng. Trong những hệ thống như vậy, việc kiểm thử bất kỳ thay đổi nào, có kế hoạch hoặc không kế hoạch, là hết sức quan trọng.

Để kiểm thử chính xác các thay đổi đối với trạng thái của hệ thống thực tế và tác động của bất kỳ kích thích có thể xảy ra, bản sao kỹ thuật số phải đại diện chính xác cho hệ thống vật lý trong trạng thái hiện tại của nó. Điều này đòi hỏi bản sao kỹ thuật số nhận các cập nhật liên tục từ hệ thống vật lý thông qua các kênh truyền thông nhanh chóng và đáng tin cậy.

Việc tạo ra và duy trì bản sao kỹ thuật số thường liên quan đến lượng lớn dữ liệu để biểu diễn các đặc điểm khác nhau của hệ thống thực tế. Việc thu thập và xử lý dữ liệu này đòi hỏi các công nghệ truyền thông và tính toán tiên tiến. Hỗ trợ truyền thông thường liên quan đến kết nối internet tốc độ cao và các mạng không dây như Wi-Fi và 5G. Hỗ trợ tính toán thường có dạng máy chủ, entweder in der Cloud oder näher am physischen System.

Chúng tôi và các thành viên khác của Viện Công nghệ Rochester và Đại học California, Irvine đang bắt đầu Trung tâm Nghiên cứu Không gian Thông minh, một trung tâm nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia. Một trong những dự án chính đang diễn ra trong trung tâm này là xây dựng các công nghệ cơ bản để tạo ra bản sao kỹ thuật số trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Bài viết của Amlan Ganguly, Giáo sư Kỹ thuật Máy tính, Viện Công nghệ Rochester và Nalini Venkatasubramanian, Giáo sư Khoa học Máy tính, Đại học California, Irvine, được tái bản từ The Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc bài gốc.