تنشىء تقنية التوأم الرقمي (النسخة الرقمية المزدوجة)، نماذج برمجيات ديناميكية باستخدام بيانات حقيقية في مختلف القطاعات، مثل التصنيع والسيارات والرعاية الصحية.
وتحاكي هذه التقنية الأداء وتعزز النشر لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة، فيدمج التوأم الرقمي كلا من إنترنت الأشياء، والذكاء الاصطناعي، وتحليل البيانات إلى جانب التصنيع، كما يمكن للتوأم الرقمي، مع برمجيات وتحليل البيانات، تحسين نشر إنترنت الأشياء وتحديد العمليات المُثلى.
فما هو التوأم الرقمي وما أهميته في تقنيات إنترنت الأشياء؟..
النسخة الرقمية المزدوجة (التوأم الرقمي)
النسخة الرقمية المزدوجة هي تمثيل رقمي لجسم أو نظام مادي. توسعت التكنولوجيا التي تقف وراء النسخ الرقمية المزدوجة لتشمل المباني والمصانع وحتى المدن، وقد أثار البعض الجدل بأن الأشخاص والعمليات يمكن أن يكون لديهم نسخ رقمية مزدوجة، مما يوسع المفهوم أكثر فأكثر.
وظهرت فكرة النسخ الرقمية المزدوجة لأول مرة في وكالة ناسا: حيث تم استخدام نماذج كاملة الحجم لكبسولات الفضاء في الأرض لمحاكاة وتشخيص المشاكل في المدار، وبعد ذلك تطورت تدريجياً إلى محاكاة رقمية كاملة، ولكن حققت العبارة شهرة حقيقية بعد أن اختارت جارتنر النسخ الرقمية المزدوجة كواحدة من أهم 10 اتجاهات تكنولوجية استراتيجية لعام 2017، مشيرة إلى أنه في غضون ثلاث إلى خمس سنوات، "سوف تمثل المليارات من الأشياء نسخًا رقمية، وهي نموذج برمجي ديناميكي لشيء مادي أو نظام".
وفي السنة التالية، قامت جارتنر مرة أخرى بتسمية النسخ الرقمية المزدوجة كاتجاه رئيسي، مشيرة إلى أنه "مع وجود تقديرات تشير إلى وجود 21 مليار جهاز استشعار ونقطة اتصال متصلة بحلول عام 2020، فإن النسخ الرقمية المزدوجة ستكون موجودة للمليارات من الأشياء في المستقبل القريب".
وأساساً، التوأم الرقمي أو النسخة الرقمية المزدوجة هي برنامج حاسوبي يأخذ بيانات من العالمالحقيقي حول جسم مادي أو نظام كمدخلات وينتج توقعات أو محاكاة لكيفية تأثير تلك المدخلات على ذلك الجسم المادي أو النظام.
كيف يعمل التوأم الرقمي؟
تبدأ النسخة الرقمية المزدوجة حياتها بواسطة خبراء، غالبًا ما يكونون خبراء في علوم البيانات أو الرياضيات التطبيقية. يقوم هؤلاء المطورون بأبحاث الفيزياء التي تكمن وراء الجسم المادي أو النظام المحاكاة، واستخدام تلك البيانات لتطوير نموذج رياضي يحاكي النموذج الأصلي في العالم الحقيقي في الفضاء الرقمي.
ويتم بناء النسخة المزدوجة بحيث يمكنها استقبال الإدخال من الحساسات التي تجمع البيانات من المرافق الحقيقية. هذا يتيح للنسخة المزدوجة محاكاة الجسم المادي في الوقت الحقيقي، وبالتالي تقديم نظرة عميقة في الأداء والمشاكل المحتملة.
يمكن أيضًا تصميم النسخة المزدوجة بناءً على نموذج أولي للنظير المادي، في هذه الحالة يمكن للنسخة المزدوجة أن تقدم ردود فعل أثناء تحسين المنتج؛ يمكن للنسخة المزدوجة حتى أن تكون بمثابة نموذج أولي قبل بناء أي نسخة مادية.
وتحدد تلك العملية بالتفصيل في هذه المشاركة من إنيرام، وهي شركة تقوم بإنشاء نسخ رقمية للسفن الحاوية الضخمة التي تحمل جزء كبير من التجارة العالمية - وهو نوع معقد للغاية من تطبيقات النسخ الرقمية المزدوجة، ومع ذلك، يمكن أن تكون النسخة الرقمية المزدوجة معقدة أو بسيطة قدر الإمكان، وسوف يحدد كمية البيانات التي تستخدم لبنائها وتحديثها مدى دقة المحاكاة للجسم المادي. على سبيل المثال، يوضح هذا البرنامج التعليمي كيفية بناء نسخة رقمية بسيطة لسيارة باستخدام عدد قليل من المتغيرات الإدخالية لحساب المسافة المقطوعة.
