Gémeos Digitais, ou como moldar a realidade

Seria ótimo poder antecipar ou mesmo prevenir tudo o que está para acontecer, não é verdade? Pois bem, é isso que os gémeos digitais prometem (e, cada vez mais, cumprem); um campo de desenvolvimento tecnológico vibrante e inovador - e visto como um expoente das tendências actuais de hiper-automatização de processos - cujo mercado global, segundo a Gartner, poderá valer 183 mil milhões de dólares até 2031.

Uma cópia previsível da realidade

Os gémeos digitais são basicamente ecossistemas virtuais (ou melhor, cópias) que permitem simular o comportamento de objectos ou processos no mundo físico ou real. Um gémeo digital é um sistema concebido e programado de tal forma que, se receber os mesmos inputs e em condições teoricamente semelhantes (estamos a falar de dados com magnitudes exatamente conhecidas) que o objeto ou processo físico de que é gémeo, produzirá os mesmos outputs que o primeiro, de modo a podermos prever com razoável exatidão qual seria o seu comportamento no mundo real.

Assim, poderíamos antecipar o comportamento de uma turbina a gás em caso de alteração da temperatura ou da pressão, de um avião em caso de alteração dos padrões de comportamento dos comandantes, de um sistema de armas em caso de alterações climáticas... ou de corações ou pulmões humanos, ou mesmo de doentes inteiros sob o ataque de um bisturi ou de um microrganismo.

Os gémeos digitais são criados por algoritmos alimentados com dados de sensores conectados - como seria de esperar - ao modelo original, tornando-se assim capazes de prever o seu estado e o seu funcionamento face às alterações que este possa sofrer na vida real. Desta forma, um gémeo digital pode enfrentar todo o tipo de situações - copiando o comportamento do mundo físico - centenas ou milhares de vezes - antes de ter de aterrar nele, para que nunca tenhamos uma ponta solta (ou um risco a correr) quando se trata de implementar o modelo.

Poupar dinheiro e riscos em milhares de cenários de utilização

É evidente que, quando se trata de testar os limites físicos (muitas vezes perigosos) de um novo sistema de produção de energia, de descobrir qual será a eficiência de uma máquina dispendiosa antes de começar a construí-la e comercializá-la ou de tentar obter respostas precoces sobre a forma como um determinado tipo de doente responderá a um tratamento experimental antes dos ensaios clínicos, os gémeos digitais podem poupar tempo e recursos, apoiar a tomada ou a rejeição de escolhas dispendiosas e, evidentemente, atenuar os riscos antes de passar para o mundo real (seja a fábrica, a rede de energia ou o doente).

Mas estes sistemas não podem ser concebidos apenas como uma ferramenta necessariamente ligada à introdução de novos produtos, máquinas ou processos. A manutenção dos sistemas industriais actuais é suficientemente complexa e dispendiosa para que muitos gestores de operações industriais comecem a procurá-los para reduzir os custos e a fricção.

Assim, os gémeos digitais podem ser uma forma extremamente eficaz de monitorizar a maquinaria e tornar a manutenção preditiva mais eficiente, porque podemos submeter o gémeo em questão a todos os tipos de abuso até conseguirmos identificar o seu ponto de falha e antecipar avarias dispendiosas - ou, como dissemos anteriormente, perigosas.

Imaginemos, por exemplo, o caso de um reator nuclear que está sujeito a limites de segurança rigorosos quando se trata de planear paragens ou modificar parâmetros de gestão do combustível, arrefecimento, disposição dos materiais de controlo da cisão ou configuração dos elementos de segurança, para dar apenas alguns exemplos.

Mas, mais do que isso, o gémeo digital pode ser uma plataforma de colaboração e de interligação entre equipas que trabalham em conjunto no desenvolvimento de sistemas complexos, fornecendo um quadro para a partilha de dados de entrada e de informações sobre o seu comportamento antes de se tornarem realidade, reduzindo os tempos e eliminando os erros. Ou pode servir como um meio de definição de layouts de instalações industriais, permitindo-nos estudar os movimentos de pessoas e bens e prever como uma mudança no layout de uma instalação pode alterar a eficiência, o conforto ou a segurança dos operadores, por exemplo.

Dados, dados e dados

É evidente que as tecnologias em torno dos gémeos digitais se tornarão cada vez mais um motor inquestionável da inovação, porque permitirão às organizações desenvolver - a custos cada vez mais baixos e em prazos cada vez mais curtos - processos ou soluções inovadores que seriam provavelmente dispendiosos e arriscados de testar in situ.

Mas ainda há um longo caminho a percorrer até que os gémeos digitais possam oferecer soluções completas - ou seja, totalmente previsíveis -, a começar pelo facto de em muitas organizações ainda haver uma enorme falta de dados necessários para alimentar os seus modelos comportamentais - IoT, sensores, etc. - de forma a poderem antecipar digitalmente o futuro. - e, assim, poder antecipar digitalmente a realidade com um mínimo de fiabilidade. Como em quase todas as áreas da transformação digital, também aqui a qualidade da informação acaba por ser o grande fator limitador e também o grande desafio.