Centro Universitario de Tecnología y Arte Digital

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¿Qué son los gemelos digitales?

¿Has oído hablar de los gemelos digitales, pero no te queda muy claro lo que es y cómo funciona? Así como su nombre es relativamente nuevo, no su concepto. Es una idea que se lleva usando en diferentes ámbitos desde hace mucho tiempo. Pero es ahora con la llegada de la industria 4.0 cuando se ha empezado a especializar a unos niveles inimaginables. Sigue leyendo y descubre todo sobre esta tecnología.

¿Qué hay detrás de esta idea?

Imagina que quieres comprobar cómo reacciona un material a una presión como la que podría darse en las profundidades del mar, a varios cientos de atmosferas. El hecho de bajar algún objeto de este material no sería lo más óptimo, ahí es donde entra en juego la capacidad de crear su gemelo digital.

No es otra cosa que una recreación a nivel virtual de ese objeto físico. Esta simulación cumple exactamente con las mismas características que el objeto original y se le pueden aplicar las condiciones que deseemos. Esto hace que cualquier cambio que sufra el gemelo, sería exactamente lo que le pasaría al real en esas mismas condiciones.

El nacimiento de los gemelos digitales

Ya en los años 60 en la industria aeroespacial se usaban modelos de simulación y diseño asistido por computadora para recrear aeronaves y sistemas. Sin embargo, no sería hasta el año 2002 que Michael Grieves, profesor de la Universidad de Michigan, acuña el término “gemelo digital”.

En los últimos años, el avance de tecnologías como el internet de las cosas, la inteligencia artificial o la computación en la nube han permitido un desarrollo exponencial de esta idea, permitiendo alcanzar unos niveles de precisión que jamás se hubieran imaginado.

¿Qué se necesita para crear un gemelo digital?

En un equipo de creación de un gemelo digital van a intervenir perfiles tales como ingenieros de software, analistas de datos, expertos en inteligencia artificial o expertos en matemáticas aplicadas. Todos ellos en conjunto van a seguir un procedimiento para llevar a cabo la creación del gemelo. Las fases son las siguientes:

  1. Análisis: se recopilan y analizan los datos sobre el proceso u objeto que se va a replicar para así entender su comportamiento.
  2. Usabilidad: se crea la interfaz que simulará el gemelo. Es importante que tenga una usabilidad alta que no dificulte su uso.
  3. Programación: mediante la unión de los datos recopilados y la interfaz que se ha creado, se programa el gemelo mediante algoritmos y modelos matemáticos.
  4. Conexión: se establece la conexión de entrada y salida del gemelo vinculándole sensores que proporcionen datos en tiempo real.
  5. Activación: se pone en marcha y se realiza la simulación deseada.

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Ventajas de los gemelos digitales

  • Optimización del diseño: el poder probar diferentes escenarios y configuraciones antes de sacar nada a producción, permite que se pueda mejorar el producto sin que ello derive en un gran aumento de los costes.
  • Mejora de la producción: permiten identificar cuellos de botella, mejorar la eficiencia y reducir los desperdicios. Todo ello deriva en una producción más rápida y rentable.
  • Soporte de decisiones: al tener datos reales de todos los escenarios posibles, la toma de decisiones se hace mucho más sencilla, pues ya se sabe la manera en la que van a repercutir.

¿Dónde se usan?

Los entornos en los que se puede explotar el uso de gemelos digitales hoy en día son casi infinitos, no hay sector en el que no se pueda aprovechar esta tecnología. Ahí van algunos ejemplos:

  • Salud: se crean gemelos digitales para simulación de órganos, lo que ayuda a cirujanos a practicar procedimientos ya existentes o poder experimentar con nuevos.
  • Construcción: se puede simular cualquier tipo de estructura para identificar posibles problemas y realizar mejoras en el diseño.
  • Automoción: un vehículo, sea del tipo que sea cada vez es más complejo y está formado por una gran cantidad de sistemas funcionando de manera conjunta. Con la recreación de los vehículos a nivel digital se puede optimizar su diseño y producción.
  • Farmacia: dentro de este sector, los gemelos digitales se utilizan para mejorar los procesos de fabricación, con lo que se consigue reducir el tiempo y los costes de su desarrollo.
  • Aeroespacial: las compañías aeroespaciales utilizan versiones virtuales de sus aviones y naves espaciales para simular su rendimiento y optimizar tanto su diseño como eficiencia.

Gemelos digitales y la inteligencia artificial

La inteligencia artificial está en boca de todos y no es para menos, pues sus posibilidades son casi infinitas. En este caso desempeña un papel fundamental en la creación y gestión de gemelos digitales. La capacidad de aprendizaje automático de los algoritmos y el aumento de la capacidad de procesamiento permiten una actualización constante del entorno de desarrollo.

Esta combinación está transformando la industria llevándola a un siguiente nivel en cuanto a eficiencia, optimización de procesos y toma de decisiones. Esto deriva en beneficios no solo para la empresa sino para los propios consumidores.

Gemelos digitales y el metaverso

Los gemelos digitales y el metaverso son dos conceptos que están revolucionando la forma en que interactuamos con la tecnología y el mundo virtual. Estamos hablando de unir en un mismo mundo la capacidad de recrear cualquier objeto, sistema o entorno con la idea de un espacio en el que las personas pueden interactuar, comunicarse y participar en diferentes actividades. Sería una extensión del mundo físico, con datos y simulaciones reales dentro de un entorno virtual.

La combinación de ambos mundos presenta un increíble potencial, sin embargo, también va a poner por delante una serie de desafíos a medida que se vayan compartiendo y almacenando datos personales en los entornos virtuales, será más que nunca fundamental para las empresas apostar por la ciberseguridad, sector también en alza.

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