Centrándose en las aplicaciones industriales y la gestión de activos, los gemelos digitales desbloquean las posibilidades de las realidades aumentadas, mixtas y virtuales, la nube asociada, la inteligencia artificial y la informática periférica.
En los últimos años, varios investigadores y líderes de la industria identificaron a los gemelos digitales como una de las tres tendencias del IoT industrial que los fabricantes deben considerar. El concepto de los gemelos digitales ya está establecido, pero el soporte necesario para generalizarlo se está desplegando a partir de ahora. Esto incluye un lenguaje común para describir el mundo construido de una manera fácil de modelar.
¿Qué son los gemelos digitales?
Los gemelos digitales son representaciones virtuales de activos, entornos o procesos, físicamente precisos y habilitados por la IA, que están perfectamente sincronizados con el mundo real. Permiten a las empresas llevar a cabo experimentos virtuales de sus entornos de producción sin causar interrupciones. Por ejemplo, los datos captados de los equipos de una fábrica pueden predecir por qué y cómo puede fallar el equipo. Del mismo modo, los datos capturados por los sensores y dispositivos IoT en un depósito pueden ayudar a un equipo de la cadena de suministro a gestionar los costos futuros de inventario.
La simulación de gemelos digitales podría acelerar la investigación y ahorrar dinero y recursos
Las compañías eléctricas y otras partes interesadas en las energías renovables ya están utilizando gemelos digitales para simular la eficiencia de paneles solares y las turbinas eólicas. Por ejemplo, utilizando los datos históricos de las estaciones meteorológicas y la inteligencia artificial en la nube, los nuevos modelos digitales permiten a los ingenieros determinar la posición óptima de las turbinas eólicas en una gran instalación para obtener la mejor eficiencia y aumentar la producción de energía.
Mediante el uso de un gemelo digital, los promotores pueden entender cómo funcionaría un parque eólico antes de tener que construirlo. Además, pueden utilizar los datos recogidos de las turbinas eólicas existentes para modelar los diseños futuros, ajustar las diferentes configuraciones de estas últimas y fabricar la mejor turbina eólica para la ubicación real del parque.
Los gemelos digitales ayudan a gestionar edificios y sedes enteras
El edificio Brookfield One Manhattan West (OMW) es una moderna torre de oficinas de 195 096 384 metros cuadrados (2,1 millones de pies cuadrados) ubicada en la ciudad de Nueva York, en el sector oeste de Manhattan. Antes de su construcción, Brookfield imaginaba una propiedad digitalizada. En concreto, estaban interesados en utilizar la tecnología de gemelos digitales para crear un modelo virtual del edificio conectado directamente con la infraestructura.
Al diseñar la propiedad con miles de sensores y puertas de enlace desde el primer día, Brookfield se aseguró de que todos los activos del edificio estuvieran conectados y enviaran los datos sin problemas al centro de gestión. Todos los datos recogidos se consolidan y se envían a la nube para su análisis.
Los operadores de OMW pueden detectar problemas potenciales de inmediato y actuar de forma rápida utilizando el gemelo digital, mejorado por la realidad aumentada. Por ejemplo, si un ascensor no funciona correctamente, un técnico puede desactivarlo directamente desde la réplica digital y enviar un equipo de reparación para repararlo. Además, pueden visualizar los datos en vivo de los sensores para determinar cuándo una pieza importante del equipo podría fallar y reemplazarla antes de que suceda, lo que permite realizar una mantención predictiva.
Además, los administradores de edificios y las compañías eléctricas pueden usar el gemelo digital para comprender y simular el uso óptimo de los HVAC. Al analizar los datos de los sensores de los termostatos y crear una simulación virtual, pueden experimentar ajustando la potencia de diferentes unidades para brindar la mayor comodidad a los residentes y usuarios mientras optimizan el consumo de energía. Además, los sensores pueden indicar el uso en tiempo real de las habitaciones y espacios y ajustar la temperatura y la humedad en forma adecuada.
El mismo concepto se puede aplicar a varios edificios en la misma área y crear una solución de ciudad inteligente.
“Ahora, con respecto a los gemelos digitales, cuando comenzamos a observar el valor que puede crear en la fase operativa (para el inquilino, el visitante o el usuario o el operador del edificio), comenzamos a observar el enfoque de la plataforma en una escala de gemelo digital, lo que significa básicamente agregar datos y luego traer estos nuevos casos de uso de PropTech de valor agregado también en el entorno construido“, afirma Elisa Rönkä, directora mundial de ventas de SaaS para edificios digitales en Siemens.
Omniverse: la solución de gemelos digitales para aplicaciones industriales
Según NVIDIA, con NVIDIA Omniverse™ Enterprise implementado en NVIDIA® OVX™, las empresas desarrollan simulaciones virtuales físicamente precisas, habilitadas para la IA, que están perfectamente sincronizadas con el mundo real.
Amazon Robotics, la rama de investigación en automatización de Amazon, cuenta con más de medio millón de robots móviles de accionamiento para dar soporte a la logística de los depósitos. La mayoría de esos robots son plataformas que se mueven por el depósito, que entregan estanterías a las estaciones de cumplimiento o que mueven instalaciones enteras.
Hoy en día, Amazon Robotics construye gemelos digitales habilitados para la IA para sus depósitos en NVIDIA Omniverse Enterprise para optimizar el diseño y el flujo del depósito, capacitar a los asistentes robóticos más inteligentes y aumentar la productividad general.
El líder en infraestructura celular Ericsson ahora también utiliza gemelos digitales para probar y optimizar el despliegue de nuevas redes 5G. Crean representaciones virtuales de ciudades utilizando NVIDIA Omniverse Enterprise para simular el mejor posicionamiento de las nuevas celdas para brindar una cobertura 5G óptima. El trazado de rayos en tiempo real acelerado por NVIDIA RTX permite a los investigadores ver representaciones precisas de la calidad de la señal en cada punto de la ciudad en tiempo real.
Estos son sólo un par de ejemplos del uso potencial del gemelo digital en diferentes industrias. En la actualidad, la tecnología se utiliza para probar y entrenar máquinas autónomas, validar vehículos autónomos, simular escenarios meteorológicos graves, investigar el clima, realizar entrenamiento médico avanzado y transformar la fabricación.
La realidad aumentada y los gemelos digitales modifican la forma de trabajo de las personas
Mediante el uso de auriculares de realidad aumentada y simulaciones digitales, muchas industrias están cambiando la forma en que los técnicos, los operarios de las fábricas, los trabajadores de la salud y otros realizan su trabajo diario.
Hoy en día, la realidad aumentada permite a los ingenieros realizar operaciones complejas desde una ubicación remota mientras un representante de servicio local lo hace en tiempo real en el activo físico. El ingeniero puede ver lo que el trabajador local realiza y, mediante un gemelo digital, proporcionar instrucciones exactas para realizar los pasos necesarios para completar el procedimiento.
En algunos hospitales, ahora se realizan procedimientos quirúrgicos remotos utilizando cámaras y sensores de alta definición. Los médicos remotos pueden dirigir el equipo quirúrgico local o usar brazos robóticos para realizar procedimientos complejos.
Gracias a la inteligencia artificial, la realidad aumentada y los gemelos digitales, los operadores de flotas ya están optimizando las rutas de transporte de mercancías, ahorrando tiempo y el alto costo del combustible.
Los gemelos digitales apenas comienzan a revolucionar las industrias, y lo mejor está por venir
Hace sesenta años, la NASA creó una de las primeras versiones de un gemelo digital para simular el aterrizaje lunar. Los ingenieros que trabajaron en ese proyecto, algunos de ellos todavía vivos, se sorprenderán de las posibilidades de la tecnología actual.
Los gemelos digitales están empezando a aparecer en muchos otros sectores, impulsados por la transformación digital, el big data y las tecnologías de simulación. En los próximos años, veremos el potencial de la aplicación de simulación en tiempo real, visualización, realidad aumentada y mixta, y el poder de la nube en muchos aspectos de nuestra vida diaria.
Ahora más que nunca, necesitamos tecnologías como los gemelos digitales para ayudarnos a reducir las emisiones de carbono, optimizar nuestras operaciones para reducir los residuos y permitir un futuro mucho más sostenible.
