Los gemelos digitales son modelos virtuales de objetos del mundo real y un paso hacia el metaverso.
Se utilizan para experimentar con objetos o entornos y ver cómo podrían funcionar mejor; después, las mejoras se aplican en el mundo real.
Se prevé que el mercado de los gemelos digitales se multiplique por diez en sectores clave durante esta década, con la fabricación, la automoción y la aviación a la cabeza.
Los gemelos digitales también están teniendo un impacto en la planificación urbana y ayudan a las megaciudades del mundo a avanzar hacia una vida sostenible y con bajas emisiones de carbono.
En 1949, Bill Phillips, antiguo cazador de cocodrilos y economista, construyó una máquina que simulaba la dinámica de la economía británica. Su artilugio, de dos metros de altura, utilizaba tuberías, válvulas, depósitos, bombas y agua para modelar diversas variables económicas. Al abrir y cerrar las válvulas, cambiaba el flujo del agua para mostrar, por ejemplo, cómo podían afectar las subidas de los tipos de interés al ahorro y la inversión. La máquina de Phillips pronto fue adoptada no solo en universidades, sino también por grandes empresas de todo el mundo.
Se podría decir que el «Moniac» fue el precursor analógico de la tecnología moderna de gemelos digitales.
¿Qué es un gemelo digital?
Los gemelos digitales son modelos matemáticos que reproducen un objeto o sistema físico. Podría tratarse de una fábrica, una central eléctrica o incluso una estación de esquí, por mencionar solo algunas posibilidades.
Diversos sensores instalados sobre el objeto del mundo real y a su alrededor registran datos sobre distintos aspectos de su funcionamiento. Estos pueden incluir la producción de energía, la temperatura, las condiciones meteorológicas o cualquier información pertinente que se pueda registrar.
Con ayuda de la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático, el gemelo digital puede analizar problemas de rendimiento o ejecutar simulaciones virtuales del tipo «¿qué pasaría si...?», como el Moniac de Phillips. Después, los datos y los hallazgos pueden aplicarse al objeto del mundo real.
La gran diferencia con las simulaciones tradicionales es que los gemelos digitales utilizan datos en tiempo real para sus modelos. Esto permite experimentar con objetos o proyectos de gran tamaño que, por sus dimensiones, normalmente no se prestan a pruebas en la vida real: por ejemplo, edificios, motores a reacción o instalaciones de fabricación.
A mediados de la década de 2020, el mercado mundial de gemelos digitales en el sector manufacturero por sí solo alcanzará previsiblemente más de 6.000 millones de dólares. Según datos de Statista, eso supone un aumento de más de diez veces con respecto a 2020.
Los sectores de la automoción y la aviación no se quedan atrás en la adopción de estas réplicas virtuales. También se prevé que las industrias de la energía, la salud, la logística y el comercio minorista amplíen el uso de gemelos digitales a una escala similar.
Tecnología al servicio del bien común
La tecnología de gemelos digitales ya está ayudando a aumentar la eficiencia y la productividad en las fábricas, así como en los aerogeneradores y otros equipos de generación de energía. Los fabricantes de vehículos recurren a esta tecnología para mejorar el diseño de sus vehículos y agilizar el funcionamiento de sus plantas.
El modelado digital también aceleró el diseño y la construcción de plantas de fabricación de vacunas en Estados Unidos durante la pandemia de COVID-19. La tecnología se utilizó para captar y analizar la distribución de las plantas existentes, y los conocimientos obtenidos ayudaron a mejorar el diseño y los flujos de trabajo de las nuevas instalaciones.
En la agricultura, se recurre cada vez más a la IA para aumentar el rendimiento de los cultivos, sobre todo de productos básicos como el maíz, la soja y el trigo. La empresa de gestión agrícola CropX ha dado un paso más con la tecnología de gemelos digitales.
Su sistema utiliza sensores para vigilar las condiciones del suelo y los cultivos, así como el tiempo. Estos datos alimentan herramientas digitales de análisis y planificación para agricultores, que les permiten tomar decisiones más fundamentadas para maximizar el rendimiento.
Ante la advertencia de la ONU de que los cultivos alimentarios están cada vez más amenazados por las sequías y otros fenómenos naturales, estas soluciones podrían ser importantes para garantizar la seguridad alimentaria de una población mundial en crecimiento.
Ciudades inteligentes
Los gemelos digitales pueden ampliarse hasta abarcar una ciudad entera.
La ciudad de Orlando, en el estado estadounidense de Florida, se ha reproducido digitalmente en 3D, informa Bloomberg. Este modelo virtual se utilizará para simular el impacto de distintos proyectos de planificación urbana en el medioambiente y los residentes. Otras ciudades estadounidenses ya emplean esta tecnología para gestionar el tráfico y reducir las emisiones.
Singapur es uno de los usuarios más avanzados de los gemelos digitales. Su modelo virtual en 3D está formado por millones de imágenes tomadas a nivel de calle y desde el aire. Junto con los datos correspondientes, reúne más de 100 terabytes de información sobre todo tipo de elementos, desde la cubierta arbórea y las infraestructuras de la ciudad hasta edificios concretos, incluidos sus tejados, fachadas y ventanas. Esto permite modelar con gran precisión nuevos desarrollos o planes.
Según Bloomberg, se prevé que la tecnología de gemelos digitales desempeñe un papel clave en la lucha de Singapur por la sostenibilidad y contra el aumento de las temperaturas.
En el estado estadounidense de Colorado, los servicios de bomberos trabajan con gemelos digitales 3D de Nvidia, una empresa de gráficos, para visualizar y estudiar la propagación de los incendios forestales con el fin de mejorar la prevención y ayudar a contener los incendios con mayor eficacia.
Gemelos digitales humanos
A medida que proliferan los modelos 3D, la tecnología de gemelos digitales avanza rápidamente hacia el metaverso, que promete crear un mundo virtual donde las personas puedan trabajar, relacionarse y comprar.
Todo mundo digital necesitará personas digitales; y, del mismo modo que una fábrica o una central eléctrica puede tener un gemelo virtual, también pueden tenerlo los seres humanos: hablamos de mucho más que un simple avatar.
Un gemelo digital de un paciente podría ayudarle a hacer un seguimiento de diversos indicadores de salud. Los gemelos digitales humanos también podrían ayudar a simular el impacto de nuevas estrategias de transporte urbano o de servicios sociales, para determinar cuáles son los enfoques más eficaces.
Sin embargo, una gran incógnita en la evolución de los gemelos digitales hacia el metaverso es el impacto medioambiental asociado. Esto se debe a que el almacenamiento y el procesamiento de datos de alto rendimiento consumen mucha energía. El aumento de la demanda energética impulsado por el crecimiento del mercado de Bitcoin es un ejemplo de ello. Solo a medida que evolucione quedará claro cuánta energía necesitará el metaverso y cómo afectará esto al medioambiente.
El Foro Económico Mundial debatirá sobre los gemelos digitales y el metaverso como parte del tema de tecnología e innovación en la Reunión Anual en Davos de 2022.
