A primeira vez que escutei o termo "Digital Twins" foi em uma entrevista de emprego. Meu recrutador/contratante precisava de um dev frontend para atuar no desenvolvimento de telas e recursos visuais para personas com a mesma experiência em engenharia que eu: técnicos de campo ou de projeto que precisassem acessar os dados de recursos de infraestrutura (ferrovias, gasodutos ou torres de energia eólica) em tempo real e de maneira intuitiva. A rápida explicação sobre a aplicabilidade de Digital Twins para área industrial e de infraestrutura me deixou assim:
Aquilo teria sido uma "mão na roda" como recurso para todas as equipes de manutenção com quem eu havia trabalhado durante toda a minha vida!
Mas o que é, afinal, um Gêmeo Digital?
Scott Martin em seu artigo para NVIDIA define um Digital Twin como uma
Representação virtual (uma simulação realista de física e materiais) de um elemento ou sistema físico do mundo real que é atualizada continuamente.
Esses elementos ou sistemas são matemáticamente descritos em termos de altura, largura, peso, profundidade, cor, textura, temperatura e comportamentos são introduzidos em sistemas computacionais que realizarao interações similares às do mundo físico. Isso possibilita realizar experiências ou simulações de ações e comportamentos de forma mais econômica. Uma industria não precisa mais, por exemplo, realizar tantos "crash tests" em seus veículos se todos os atributos fisicos e comportamentais, tanto dos carros quantos de seus condutores e cargas, estiverem mimetizados digitalmente. É possivel, inclusive, criar situações que seriam inviáveis de serem testadas por questões físicas ou até mesmo legais e éticas.
Física
Qual a torque de motor necessário para deslocar um caminhão de baterias na superficie de um planeta com a gravidade 16x superior a da Terra? Quais engrenagens quebrariam nessa situação? Quanto de carga as baterias devem receber antes de entrar no lado escuro do planeta?
Ética/Jurídica
Como um carro autônomo se comportaria em uma rua urbana, em uma área residêncial, com um jardim de infância anexo à um parque público com um "cachorródromo". Um cachorro grande se solta na hora da saída do jardim de infância. Como o carro autônomo se comporta?
Digital Twins e IoT
IoT (Internet das Coisas) é um conceito frequentemente explicado como "a tecnologia que torna sua geladeira inteligente", mas sua aplicabilidade é muito maior que encomendar cerveja na Amazon. A miniaturização de componentes e o aumento de acesso à redes computacionais, impulsionado nos ultimos anos com a tecnologia 5G, tornou possivel a criação de centenas de tipos de sensores eletrônicos. Esses sensores podem ser utilizados justamente como o input e a transmissão de dados para... os Digital Twins! Sensores em protótipos podem ser mais precisos em fornecer dados para criação de Modelos Matemáticos para a criação desses gêmeos digitais e, posteriormente, para alimentar Inteligências Artificias equipadas com Machine Learning para que atualizem as características físicas e comportamentais do Digital Twin.
Os players das Digital Twins
Com todas as vantagens associadas a de possuir modelos de Digital Twins para o trabalho em vários tipos de indústrias, grandes empresas de tecnologia passaram a investir pesado para adquirir a dianteira desse mercado, entre eles IBM, NVIDIA, BMW e até mesmo Microsoft já possuem suas próprias plataformas de simulação. Estima-se que para 2023 os investimentos nessa área atinjam em torno de US$13 bilhões em todo o mundo.
Concluindo
Este é um primeiro artigo sobre o assunto e que servirá de fio condutor para um projeto pessoal na área de inteligência artificial e aprendizagem de máquina aplicada à industria do agronegócio. Se você tem interesse no assunto, me companhe por aqui ou pelo Linkedin.
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