“التوأم الرقمي” وتطبيقاته في عصر الثورة الصناعية الرابعة

“‏‎التوأم الرقمي” أو Digital Twin هو تمثيل رقمي لمنتج أو نظام أو عمليات داخل المنظومة، خاصة التي لا يمكن تمييزها بشكل فعال أو كامل.  ومن خلال تبادل ‎البيانات، تتم المحاكاة والاختبار والمراقبة والصيانة.  وعادة يتم استخدام تطبيقات الذكاء الاصطناعي من أجل تحليل تلك البيانات، بهدف التعلم الآلي والتحسين من الأداء.

بل ويمتد الاستخدام إلى إمكانية اختبار صلاحية المنتجات رقمياً قبل إنتاجها فعلياً، مما يوفر الوقت والجهد والمال والمواد الأولية والموارد للمصانع والمؤسسات.

ويعمل التوأم الرقمي عن طريق تلقي مدخلات، من خلال أجهزة استشعار تجمع البيانات من النظير الفعلي في العالم الحقيقي، لتتم المحاكاة بدقة وسرعة في ذات الوقت، ومن ثم، تتم مراقبة الأداء ومعرفة المشاكل المحتملة، والتنبؤ بالمشاكل المستقبلية منها عن طريق ما يُعرف بالتوأم التنبؤي وهو امتداد للتوأم الرقمي.

ومفهوم التوأم الرقمي ظهر لأول مرة في وكالة ناسا، حيث تم في البداية بناء نماذج بالحجم الطبيعي لكبسولات الفضاء بهدف التشخيص على الأرض لما يحدث لتلك الكبسولات في الفضاء، ثم بعد ذلك بسنوات، أصبحت هناك “محاكاة رقمية” بالكامل لتلك الكبسولات.

وبالإضافة إلى الفضاء، توجد قطاعات عدة تهتم بتطبيقات هذه التقنية، ومنها قطاعات ‎الصناعة والمدن الذكية، والطيران، والتشييد والبناء، والزراعة، وغيرها من المجالات الحيوية الأخرى، حيث يتم تصنيع رقمي لمنتجات مثل المباني والسيارات والطائرات والقطارات ومنصات النفط البحرية والتوربينات واختبارها رقمياً قبل إنتاجها فعلياً.

وهذا ليس كل شي…

فإن قطاعات الرعاية الصحية والأبحاث العلمية، هي قطاعات أخرى يتم فيها إنتاج توائم رقمية، وتنبؤية، للمرضى حيث يمكن لأجهزة الاستشعار الموصولة بهم إرسال المعلومات الصحية إلى التوآم الرقمية المستخدمة لمراقبة حالة المرضى الحالية وتشخيص حالاتهم الصحية، والتنبؤ بآي أمراض أو مشكلات صحية مستقبلية.

وقد بلغت قيمة سوق تقنية التوأم الرقمي حوالي 8 مليارات دولار في عام 2021، حسب “ريبورت لنكر” وهو مصدر لأحد التقارير الدولية في هذا الشأن.

ومن الجدير بالذكر أنه وبالرغم من الامكانات الهائلة لتقنية التوائم الرقمية، إلا أن هناك بعض التحديات التي تواجهها هذه التقنية حيث يتردد البعض في استخدامها وتبنيها، بسبب تكلفتها العالية، ومشكلات الأمان وخصوصية البيانات، وكذلك نسبة إمكانية نجاح التكامل التقني بشكل وافي.