Um dos maiores desafios que a humanidade enfrenta hoje é a mudança climática. Embora as mudanças no clima ocorram naturalmente, durante os últimos 200 anos as atividades humanas influenciaram diretamente os ciclos climáticos normais de uma forma muito precisa: estamos aquecendo o mundo. Os cientistas não podem alertar os formuladores de políticas o suficiente sobre o desastre que enfrentaremos nas próximas décadas se não agirmos de forma eficaz e com extrema urgência.
AGORA, quando Jensen Huang, CEO da NVIDIA, abordou esse tópico durante sua palestra GTC de 2022, ele mencionou que os cientistas acreditam que precisaremos de uma escala de bilhões de X em poder de computação para “simular efetivamente a mudança climática regional”. A NVIDIA desenvolveu três tecnologias principais — computações aceleradas por GPU, modelos de IA baseados em física e supercomputadores de IA — que juntas podem garantir uma aceleração de um milhão de X, o que basicamente pode ajudar a abordar esse tópico. Mas concretamente, como eles estão fazendo isso? Bem, com um gêmeo digital do nosso planeta. Eles vão construir o mais poderoso supercomputador de IA projetado para a ciência do clima: o Earth-2. Será uma réplica fisicamente precisa, de alta fidelidade e ultra-alta resolução da Terra, funcionando continuamente para prever eventos climáticos e climáticos nas escalas regional e global.
Agora, tenho certeza de que você está cada vez mais curioso para saber o que é um Gêmeo Digital e como ele pode ajudar em nossos negócios. E é por isso que vamos nos concentrar nos gêmeos digitais e em suas aplicações na fabricação e além neste artigo.
Imagine que você tenha um desafio comercial complexo em mãos: você é o produtor de antenas de telecomunicações e deseja simular a cobertura e o impacto de suas mais novas células 5G em uma cidade. Além disso, você também deseja simular o impacto de desastres naturais em suas células 5G. Como você faz isso, sem gastar milhões de dólares?
Bem, agora os Gêmeos Digitais podem nos ajudar: um ótimo exemplo é a Ericsson trabalhando com a Nvidia.
A questão que eles abordaram é: se uma árvore virtual cair e atingir uma antena 5G em Estocolmo, ela fará barulho em Chicago?
Graças a Ericsson, a resposta é sim. Tudo, desde a localização das árvores até a altura e a composição dos prédios, é crucial porque eles afetam os sinais sem fio 5G em redes que atendem a smartphones, tablets e milhões de outros dispositivos conectados à Internet.
O fabricante de equipamentos de telecomunicações com sede em Estocolmo está combinando décadas de experiência em simulação de rede de rádio com NVIDIA Omniverse Enterprise, uma plataforma de colaboração e simulação de mundo virtual em tempo real para fluxos de trabalho 3D. No NVIDIA Omniverse, a Ericsson está construindo gêmeos digitais em escala de cidade para ajudar a simular com precisão a interação entre as células 5G e o ambiente para máximo desempenho e cobertura.
A implantação de redes 5G está criando novos desafios e, com mais de 15 milhões de microcélulas e torres a serem implementadas globalmente por operadoras de rede nos próximos cinco anos, não é um empreendimento pequeno.
Mas vamos começar a entender o que é um Gêmeo Digital e algumas estatísticas sobre eles: Em essência, os gêmeos digitais são representações de software de ativos e processos, que são aprimorados com recursos não presentes na entidade do mundo real. Existem muitas definições propostas que enfatizam diferentes aspectos dos gêmeos digitais, e o conceito ainda está evoluindo, mas normalmente existem algumas características comuns listadas aqui :
Primeiro, você precisa de modelos de dados e estruturas de dados para representar as observações, estado e relações dos objetos de interesse do mundo real.
Em segundo lugar, você precisa preencher esses modelos com conhecimento, por exemplo, dados reais de objetos específicos do mundo real para criar a instância de gêmeo digital real. Em muitos casos, essa coleta de dados é feita continuamente para permitir uma visão precisa e atualizada do gêmeo.
Em terceiro lugar, você precisa de ferramentas que operem nos dados para agregar valor. Essa é a chave para desbloquear os recursos e benefícios do gêmeo digital. Indiscutivelmente, o grupo de ferramentas mais completo são os modelos de análise para extrair insights do gêmeo digital, abrangendo desde a simples recuperação de dados e algoritmos complexos usados para prever o comportamento futuro, simular diferentes cenários e outras tarefas de análise. Mas também existem ferramentas de atuação para adicionar recursos de direção aprimorados aos objetos do mundo real.
Por fim, você precisa de maneiras de interagir com o gêmeo por meio de diferentes APIs e visualização. Os insights obtidos serão usados para tomar melhores decisões no mundo real, seja por meio de um ser humano ou por atuação direta do próprio gêmeo digital.
Conceitualmente, isso parece simples, mas muitas vezes um software avançado é necessário para concretizar essas ideias, como veremos mais adiante. O gerenciamento de dados será um desafio à medida que o volume de dados cresce e a execução de simulações necessárias para análise pode consumir muito tempo.
Algumas estatísticas sobre os gêmeos digitais: o mercado está previsto para valer US$ 48,2 bilhões até 2026, com uma taxa CAGR de 39%, e quando se trata de impacto nos negócios, os gêmeos digitais desempenham um papel importante nas fábricas da Ericsson, reduzindo o tempo de inatividade não planejado em cerca de 50%. Além disso, os prazos de entrega de 'pesquisa completa' para 'projeto completo' para instalação de antena/local são reduzidos em 50%.
Fica claro então que os Gêmeos Digitais são uma tecnologia super importante, parte do Metaverso em certo sentido, já que é uma réplica de alta fidelidade do mundo real. A crescente disponibilidade de dados operacionais em tempo real, graças às tecnologias de IoT, e o aumento dos recursos de IA no aprendizado e no raciocínio representam impulsionadores para a realização de uma visão de produtos ou processos físicos com representações virtuais acompanhantes que evoluem ao longo de todo o seu ciclo de vida
Assim, entre suas aplicações na manufatura, elas podem variar de: Design de produto (Durante a fase de design, gêmeos digitais são criados para refletir as expectativas na mente do designer e as restrições do mundo físico; Planejamento e Execução da Manufatura, onde durante o processo de manufatura , a interação e iteração entre os modelos virtuais e os sistemas físicos permitem o monitoramento e ajuste em tempo real dos processos de fabricação; Prognóstico e Gestão de Saúde, onde mesmo antes de um produto falhar, com base nos dados em tempo real de uma máquina física e dados históricos, o gêmeo digital da máquina é capaz de prever com precisão a vida útil restante da máquina, falhas e assim por diante Muitas aplicações importantes na fabricação, onde o Metaverso e seus gêmeos digitais levam a Indústria 4.0 a outro nível!
E além da fabricação? Muitas vezes associamos os Gêmeos Digitais exclusivamente à manufatura e à Indústria 4.0, mas vai muito além: pense no varejo, pense na saúde, pense na sua própria indústria. Quais são os problemas que você pode resolver com os Gêmeos Digitais?
