悪名高い1970年のアポロ13事件の際、デジタルツインは歴史の最前線に激突しました。宇宙の深淵の致命的な寒さの中で3人の宇宙飛行士の運命が糸にぶら下がったとき、人々を救い、宇宙船を首尾よく着陸させる唯一の可能な方法を見つけるのを助けたのはデジタル双子の魔法でした。半世紀後の今でも、デジタルツインは最も有望なテクノロジーの1つであり、人類文明の新時代への道を示しています。
この記事では、「デジタルツイン」という用語を定義し、ホームオートメーションの分野からの標準的な例で説明します。また、デジタルツインの豊かな歴史を見て、なぜ今日それらがそれほど多くの関心を集めているのかを見ていきます。結論として、デジタルツインが私たちに約束する素晴らしい展望に触れ、革新的なテクノロジーの専門家である私たちが、デジタルツインとそれに近い指数技術（人工知能、物事のインターネット、混合現実、ロボット工学など）を使用して、この明るい未来をどのように近づけることができるかを見ていきます。 ..。
デジタルツインとは
古代バビロンの運命を回避するために、デジタルツインについて話し合うときに同じ言語を話す必要があります。これが私のお気に入りのデジタルツインの定義です。これは、私の観点からすると、簡潔で、その本質を正確に捉えています。
デジタルツインは、あらゆるオブジェクト、システム、人、プロセス、および環境の同期された仮想モデルです。デジタルツインは過去を追跡し、未来を予測します。
この短い定義には、詳しく説明する必要のあるいくつかの重要なアイデアが含まれています。
- 抽象オブジェクト
デジタルツインは、物理オブジェクトの領域に限定されません。また、システムやプロセスなどの非常に複雑な概念を表すこともできます。たとえば、2020年の有望な開発分野の1つは、政府のデジタルツインです。別の関連する例は、ウイルスの拡散のデジタルツインです。 -
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したがって、上記の定義は、デジタルツイン、モノのインターネット、人工知能、機械学習の間の3方向の関係を特定するのに役立ちました。デジタルツインはデータの情報処理に人工知能を使用し、モノのインターネットはデータを大量に消費する人工知能に大量の情報の流れを提供します。次に、人工知能は、物事のインターネットにスマートな動作を提供します。これは、人や財産への物理的リスクのためにエラーのコストが高くなる現実の世界で安全に運用するために必要です。この関係を覚えておきましょう。後でその影響を見ていきます。
デジタルツインの標準的な例
デジタルツインの典型的な例の1つは、スマートビルディングのコンセプトです。多数のIoTデバイス（占有センサー、入口/出口センサー、スマートサーモスタット、スマート家具（座席が占有されているかどうかを検出できる）、人を数えることができる会議カメラなど）を備えた会議室を想像してみてください。これらのテクノロジーはすべて価値がありますが、「会議室は忙しいですか、それとも無料ですか」という簡単な質問への回答が必要な場合があります。したがって、この会議室のデジタルツインを作成して、その中のすべてのスマートデバイスからデータを収集し、スマートビルディングドメインからより高いレベルの抽象化で部屋を説明できるようになります。これは、最初に提起された質問に答えるのに役立ちます。スマートな建物の階層をさらに上って、1つのフロアのすべての部屋をそのフロアのデジタルツインに集めて、たとえば、暖房、換気、空調システムを制御することができます。次に、建物全体のデジタルツインのレベルに進みます。ここでは、保護と安全性の重要な問題が規制されます。デジタルツインにはダイナミックな側面もあります。あるフロアから次のフロアに移動できるエレベーターや、ある部屋から別の部屋に移動したり仕事を共有したりする人々です。デジタルツインによって収集されたデータには、時刻と曜日に基づいてエレベーターの混雑と部屋の需要を予測する予測機能があります。次に、建物全体のデジタルツインのレベルに進みます。ここでは、保護と安全性の重要な問題が規制されます。デジタルツインにはダイナミックな側面もあります。あるフロアから次のフロアに移動できるエレベーターや、ある部屋から別の部屋に移動したり仕事を共有したりする人々です。デジタルツインによって収集されたデータには、時刻と曜日に基づいてエレベーターの混雑と部屋の需要を予測する予測機能があります。次に、建物全体のデジタルツインのレベルに進みます。ここでは、保護と安全性の重要な問題が規制されます。デジタルツインにはダイナミックな側面もあります。あるフロアから次のフロアに移動できるエレベーターや、ある部屋から別の部屋に移動したり仕事を共有したりする人々です。デジタルツインによって収集されたデータには、時刻と曜日に基づいてエレベーターの混雑と部屋の需要を予測する予測機能があります。デジタルツインによって収集され、時間帯と曜日に応じてエレベーターの混雑と部屋の需要を予測する予測機能があります。デジタルツインによって収集され、時間帯と曜日に応じてエレベーターの混雑と部屋の需要を予測する予測機能があります。
この例は、デジタルツインが、オフィススペースの最大化などの特定のビジネス目標を達成するように設計されていることと、スペースの可用性を正確に予測することで顧客満足度を向上させることを示しています（これにより、顧客がフルオフィスに到着したときの悪い経験から解放されます）。特に、ビジネス目標が変更されると、同じ実世界のオブジェクトは異なるデジタルツインを持ちます。
デジタルツインの歴史
「デジタルツイン」という用語の最初の使用は、モデリングとシミュレーションに関する2010 NASAレポート（https://www.nasa.gov/pdf/501321main_TA11-MSITPDRAFT-Nov2010-A1.pdf）に端を発しています。）。レポートに記載されている手法は、建設、テスト、飛行中に宇宙船の超現実的なシミュレーションを構築する必要性を考慮して開発されました。デジタルツインは、1950年代後半からツインを作成してきたマーキュリープログラム中のNASAの研究の自然な結果でした。当時、シミュレーションはアナログコンピュータで実行されていましたが、1960年代前半にデジタルメインフレームにアップグレードされました。下の写真は、1960年代後半のアポロ宇宙船打ち上げシミュレーションセンターを示しています。その時点で、8つのメインフレームですでに15のシミュレーターが実行されていました。
高度なシミュレーション機能に加えて、NASAにはApollo宇宙船から非常に詳細なテレメトリデータを送信するためのシステムがありました。高品質のシミュレーションとリアルタイムテレメトリーによって作成された「ライブコピー」機能を組み合わせることで、誇張することなく、NASAのケースを最初の真のデジタルツインと見なすことができます。
今日のデジタルツイン
現代に戻ると、現代的な意味でのデジタルツインの人気の高まりは、Gartnerの一種の技術成熟サイクル（Hype Cycle）におけるモノのインターネットと人工知能の人気のピークと一致したことに注意する必要があります。 2015年のGartnerHype Cycleでは、IoTとMachineLearningの両方が上位にランクされていることに注意してください。
2016年に、デジタルツインはGartner Hype Cycleに入り、2018年までにカーブの最上部になりました。
ただし、Internet ofThingsとデジタルツインの密接な関係は偶然ではありません。以前に発見したように、Internet of Thingsは、対応するデバイスによって送信されるリアルタイムのテレメトリを通じてデジタルツインに命を吹き込むものです。物理エンティティとそのデジタルツインを接続し、特定のシナリオのビジネス目標を達成するためにそれらが連携するのを支援するのは、モノのインターネットです。
デジタルツインで何を作成できますか？
デジタルツインは前世紀に彼らの超能力を発揮することができました、そしてアポロ13からの宇宙飛行士はこれの生きた例です。ディープラーニングマジックを備えた人工知能、無限のコンピューティングリソースを備えたクラウド、まもなく地球のすべての住民に近づくインターネットオブシングスなどの最新テクノロジーの助けを借りて、デジタルツインがより良い生活を送ることができる数を想像してみましょう。人類の文明は、深刻な病気や気候変動、食糧や住宅の不足、不完全な健康システムや高齢者のケア、貧困や不平等など、最も深刻な問題に対処するために、デジタルツインなどの強力な技術の助けを必要としています。
私たちハイテク専門家にとって、これはデジタルツインの驚くべき利点を個人と大企業の両方にもたらす機会です。デジタルツインを使い始めるのはそれほど難しくありません。クラウドテクノロジーの経験を応用するか、データ処理の知識を活用するなど、さまざまな方法があります。あなたは、垂直シナリオでデジタルツインを実装しようとしているドメインエキスパートかもしれません。今日の指数関数的なテクノロジーソリューションはコラボレーション環境で繁栄するため、デジタルツインを使用するには、技術的なものだけでなく、さまざまな人々の協力が必要です。昨年から始まったデジタルツインへの新たな関心の高まりは、今後も成長するでしょう。現代のデジタルツインの実装の最初の例はすでに提示されており、私たちは日々新しいものを期待することができます。一部のテクノロジープロバイダーは、Azureなどのプラットフォームにすでにデジタルツインを持っています。https://azure.microsoft.com/services/digital-twins/
Azureの現世代のデジタルツインサービスは、上記のアーキテクチャ図に示されている複雑なドメインモデルをサポートしています。さらに、次世代のAzureデジタルツインサービスの差し迫ったリリースが最近のMicrosoft Build 2020イベントで発表されました。
最後に、お客様がテクノロジークリエーターとしてデジタルツインイニシアチブを正常に実装できるように支援する準備が必要です。あなたの人生をより良く変えるために、あなたはデジタルツインで何を作りますか？
著者：Podnozov Andre、シニアコンサルタント
アンドレイはシアトルに住んでいて、DXCテクノロジー企業であるLuxoftでIoTアーキテクトとして働いています。彼は、クライアントがデジタル変換イニシアチブをサポートするIoTソリューションを正常に実装するのを支援します。Andreyは、分散テクノロジーとクラウドテクノロジーで20年以上の経験があり、科学的および商業的環境での研究経験もあります。2つの最大のクラウドプロバイダーで働いた結果、AndreyはAzureとAWSの両方でアーキテクトとして認定されました。彼は最近、Microsoftが新しい認定試験AZ-220：Azure IoT DeveloperSpecialtyを作成するのを手伝いました。