A digitális ikrek nem új technológia, a koncepciót a ma a Digital Twins Institute-ot vezető amerikai Michael Grieves vezette be, még 2002-ben. Az üzletre és a gyártásra összpontosítva javasolta, hogy termékfejlesztés közben az adott termék folyamatosan valóvilágbeli infókkal frissített változata kövesse végig a fizikai folyamatot.
Maga a kifejezés az azóta is a NASA-nál dolgozó John Vickerstől származik; 2010-ben használta először az úrügynökségnek készült technológiai ütemterv-jelentés részeként.
2002 és 2010 óta a technológia rengeteget fejlődött: a közel tizenöt évvel ezelőtti néhány millióról tizenötmilliárdra nőtt a dolgok internetében (Internet-of-Things, IoT) összekapcsolt eszközök száma. A számítási kapacitás szintén kvázi a végtelenbe tart, míg a felhőszámítások sokkal népszerűbbek és a rendszerek is erősebbek, mint voltak annó.
Mindezek együtt lehetővé teszik a digitálisiker-modellek méretezését, több klón irdatlan mennyiségű hardverbefektetés nélküli fejlesztését. A másodpercenként özönlő adatpontok értelmezésében segítő mesterséges intelligencia, gépi tanulás szintén a modellekbe integrálható.
A világűrben
2022 januárjában a NASA James Webb Űrtávcsöve (JWST) rendeltetési pontjára érkezett. Maga az út csak egy része volt a telepítésnek, mert az űrszondának bonyolult műveletek mérnöki számítások szerint 344 hibalehetőséget magukban rejtő összességét kellett kiviteleznie: megfelelően nyíljon ki a napvédő, meghatározott pozícióban legyenek a tükrök, azaz minden passzoljon egymással.
Fizikai valóság és szimuláció
A többnapos folyamat során az irányítószoftvert fejlesztő és a műveletet levezénylő Raytheon Technologies (ma RTX Corporation) szakemberei szinte semmit nem láttak a távcsőből, mert annyira messze volt. Az azonban valósidőben küldte vissza az adatokat a Földre, és a szoftver azokat felhasználva 3D videót készített. A folyamatosan érkező adatok miatt a 3D-s videó a bonyolult teleszkóp digitális ikreként funkcionált.
Végül a 344 potenciális probléma egyikével sem szembesültek, űrben és képernyőn minden úgy nézett ki, ahogy ki kellett néznie. A digitális iker azóta is frissíti magát.
Védelmi és nem védelmi technológiák metszéspontjában
A Raytheon számára nem volt újdonság egy ennyire komplex rendszer teljes méretű másolása. Mivel a cég védelmi és hírszerzési munkákat végez, a digitális ikreket jobban ismerik. A technológia azokban elterjedt, az asztronómiában nem.
Az igazi problémát a JWST sok hasonló rendszernél nagyobb komplexitása jelentette. A tapasztalatokat vissza is forgathatják katonai fejlesztésekbe, ami úttörő a maga nemében, mert általában fordítva szokott megtörténni: a hadsereg kifejleszt egy diszruptív technológiát, idővel mások számára is elérhetővé teszi, hozzájárulva a tudomány fejlődéséhez. Az űrben védelmi és nem védelmi technikákat hoznak közös nevezőre, metszéspontjukon pedig a digitális ikrek állnak.
Munkában a NASA
A technológia gyors terjedésével rengeteget segít a tudománynak, a világ legbonyolultabb, az univerzumból egyre többet megmutató, felfedező műszereinek kezelésében serénykedik.
Alkalmazási lehetőségek
A Raytheon ugyanazért döntött a JWST digitális ikertestvérének megépítése mellett, amiért a védelmi technológiában is népszerű a megoldás: kicsi a hibalehetőség. A teleszkópról napi 800 millió adatpontot követ, amelyekből emberi szemmel könnyen figyelhető valósidejű videókat készít – mégiscsak jobb és érthetőbb videókat, mint egyekből és nullákból álló számoszlopokat nézegetni.
A JWST-csapat a digitális ikerrel figyeli az obszervatóriumot, és jelzi előre a változások, például a szoftverfrissítések hatásait. Teszteléskor az iker offline változatát használják: feltöltik a hipotetikus változásokat, majd nézik, mi történik. Az operátorok betaníttatásához és a valósidejű problémák elhárításához szintén offline verzióval dolgoznak.
Digitális ikrek
Korábban a Curiosity marsi terepjáró hőproblémáját digitális iker oldotta meg. Az európai részecskegyorsítónál a CERN-ben szintén ez a technológia segíti a detektorok fejlesztését, szellőzőrendszerek felügyeletét stb. Az Európai Űrügynökség (ESA) bolygónk másolatát szeretné létrehozni vele és benne. A földkerekség legnagyobb egytükrös távcsövéről (Gran Telescopio Canarias) két éve úgy kezdtek a működtetők digitális ikret építeni, hogy a kifejezést nem is hallották addig.
Az amerikai Űrerő és Légierő egyaránt szereti a technológiát, vállalatokat bíznak meg fejlesztésekkel, egyes lestrapált és nyugdíjazott darabokat pedig felsőoktatási intézményeknek adnak vagy állapotelemzésre, vagy tudományos hasznosításra. A munka digitális ikrekkel történik, a hadiipar fejlesztései rajtuk keresztül (is) jutnak el polgári alkalmazásokig.
Képek: NASA
