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NTT propõe “Iniciativa de computação de gêmeos digitais”, plataforma que
combina informações digitais de alta precisão que refletem o mundo real
com o objetivo de sintetizar os diferentes mundos virtuais, gerar
serviços inovadores e promover a sociedade do futuro
A Nippon Telegraph and Telephone Corporation (TÓQUIO: 9432) (sede,
Chiyoda-ku, Tóquio, Japão; Jun Sawada, presidente e diretor executivo;
doravante, “NTT”) estabeleceu a “Iniciativa de computação de gêmeos
digitais” como plataforma de inovação de transformação digital para
atender às demandas do futuro relativas às transformações rápidas e
dinâmicas das economias e sociedades humanas e conceber sociedades
inteligentes [1].
A computação de gêmeos digitais pretende transcender os limites da
Tecnologia de Informação e Comunicação (TIC) convencional com a criação
fácil de ciberespaço diversificado a partir de informações digitais
altamente precisas que refletem elementos do mundo real como coisas,
humanos e sociedades, com o objetivo de realizar não apenas comunicações
extremamente avançadas e intensas, mas também previsões e simulações do
futuro em larga escala e alta precisão. Assim, a iniciativa também tem o
objetivo de resolver diversos problemas sociais no mundo todo, ajudar a
criar novos serviços inovadores e acelerar a criação de sociedades
inteligentes.
A Iniciativa de computação de gêmeos digitais faz parte da iniciativa
Rede Óptica e Sem Fio Inovadora (IOWN, Innovative Optical and Wireless
Network) [2] promovida pela NTT.
1. Origem e conceituação
A NTT continua a contribuir para a concepção da sociedade digital
moderna com o fornecimento ubíquo de redes de comunicações de banda
larga com alta velocidade e sistemas de informações seguros e
confiáveis. Enquanto isso, a digitalização de humanos a partir da
telefonia através de e-mails e mídias sociais, e das coisas a partir de
mapas através de aparelhos digitais e carros autônomos progrediu
dramaticamente. No futuro, sociedades digitais mais avançadas surgirão e
unificarão mais fielmente o mundo real de coisas, humanos e sociedades e
seus correlativos de informações digitais de alta precisão no
ciberespaço.
Serão sociedades da próxima geração altamente
digitalizadas, nas quais a expansão mais ampla do conhecimento humano e
da expressão emocional através de previsões de larga escala e alta
precisão serão habilitadas por informações digitais de grande precisão
no ciberespaço perfeitamente conectado ao mundo real. Além disso, as
sociedades serão capazes de comunicações mais avançadas e mais sociais
(por exemplo, criação de consensos e de tomada de decisões) do que as
comunicações familiares convencionais, como compartilhamento de
conhecimento e colaboração humana.
Para deixar livre o caminho para
essa sociedade do futuro, a NTT estabeleceu a “Iniciativa de comutação
de gêmeos digitais” como a nova iniciativa de informações e comunicações
para empreender com os seus parceiros do futuro.
2. Sobre a computação de gêmeos digitais (Figura 1)
“Gêmeos digitais” conseguiram chamar atenção principalmente em campos
como manufatura. O gêmeo digital consiste em informações digitais que
representam de forma precisa características (por exemplo, formas,
condições e processos de manufatura) de coisas como peças de máquinas[3].
Informações digitais sobre humanos, como imagens obtidas de dispositivos
médicos (por exemplo, exames de ressonância magnética ou tomografia
computadorizada) também podem ser consideradas gêmeos digitais.
Em
contrapartida, a nossa “Computação de gêmeos digitais (DTC, Digital Twin
Computing)” proposta é um paradigma da computação que expande o conceito
de gêmeo digital convencional mencionado anteriormente ao permitir que
humanos e coisas do mundo real sejam recriados e interajam sem
restrições no ciberespaço com “operações de gêmeos digitais”,
computações que trocam, convergem, replicam e sintetizam diversos gêmeos
digitais.
Embora gêmeos digitais convencionais sejam usados
principalmente na observação digital ou no controle de objetos físicos,
a DTC pretende expandir o escopo dessa digitalização de coisas para
humanos e aprimorar comunicações entre humanos e coisas no ciberespaço.
3. O futuro possível com a computação de gêmeos digitais
A DTC possibilitará soluções para diversos problemas sociais e serviços
inovadores descritos a seguir.
[Simulações em escalas da Terra e espaço sideral] Sociedades virtuais no
ciberespaço que usam gêmeos digitais em grande escala para reproduzir
condições naturais em escala global (por exemplo, clima e reservas de
recursos) ou mudanças sociais (por exemplo, populações e PIB) podem ser
construídas para criar modelos de previsão de alta precisão para simular
e prever o futuro próximo. Essas simulações e previsões podem ser
aplicadas a políticas de objetivos de desenvolvimento sustentável (ODS),
entre outros, com base nas previsões da quantidade restante de recursos
em escala global obtidas. Além disso, combinar os gêmeos digitais de
cidades do mundo real (por exemplo, Tóquio e São Francisco) com gêmeos
digitais no espaço sideral para produzir simulações da quantidade
restante do ar, água, alimentos e energia contribuirá com o
desenvolvimento de espaços.
[Descoberta e resolução de questões urbanas] Gêmeos digitais de cidades
e seus cidadãos podem ser usados para coletar anonimamente as
experiências, culturas, valores, desejos e insatisfações dos cidadãos.
Os gêmeos digitais podem ser usados para descobrir problemas latentes em
cidades, geralmente despercebidos, como cruzamentos perigosos e áreas
com taxa elevada de acidentes, e encontrar soluções otimizadas para as
comunidades. Além disso, os gêmeos digitais podem ser usados para
simular sinergias com outras cidades e gerar “cidades irmãs” com
semelhanças ou combinações mutuamente complementares e inesperadas que
levarão a novas relações de colaboração para a construção de cidades
mais prósperas.
[Previsão e controle de doenças] Para combater a epidemia de uma doença
contagiosa, sociedades virtuais podem ser criadas no ciberespaço com a
combinação informações geográficas e de transportes, entre outras, com
gêmeos digitais das pessoas, mapeando as suas atividades e padrões de
relacionamentos para fazer precisamente previsões da disseminação da
infecção e permitir o controle ativo em tempo real da epidemia,
controlando fluxos de transportes e humanos, tomando decisões de
cancelamento de aulas em escolas ou de aprendizagem remota e habilitando
a pesquisa e reserva automática dos hospitais mais apropriados.
[Tomada de decisões pessoais de várias facetas] Registrar as suas
habilidades de trabalho em um gêmeo digital permitirá que seu gêmeo
digital realize suas tarefas diárias, como agendar e fazer reservas de
salas de reuniões. Além disso, o seu gêmeo digital pode ser replicado
para que você possa alterar a versão digital do seu eu anterior,
diversas situações ou conhecimento pressuposto e se envolver em um
diálogo entre você no mundo real e o seu gêmeo digital alterado para
tentar descobrir soluções para vários problemas. E também, seus diversos
gêmeos digitais poderiam debater em velocidade superalta no ciberespaço
para descobrir soluções ou perspectivas que você pode não ser capaz de
perceber.
4. A plataforma que promove a computação de gêmeos digitais (Figura 2)
A plataforma de DTC consiste nas seguintes quatro camadas: a “camada de
interação virtual/física”, camada de coleta de dados do mundo físico
necessários para gerar o gêmeo digital e enviar feedback ao mundo físico
pelo aplicativo executado na plataforma; a “camada do gêmeo digital”,
camada para gerar e manter gêmeos digitais usando dados recebidos da
camada de interação virtual/física; a “camada de apresentação do mundo
digital”, camada que fornece a estrutura para invocar operações de
gêmeos digitais usando gêmeos digitais armazenados na camada de gêmeos
digitais; e a “camada de aplicativo”, camada para criar facilmente
aplicativos de DTC utilizando a camada de apresentação.
Como
aspecto crucial desse empreendimento, a privacidade de humanos e as
intenções dos proprietários das coisas devem ser completamente
respeitadas, e as informações relacionadas devem ser manipuladas com
todo o cuidado necessário. Assim, a plataforma deve ser equipada com
mecanismos de segurança para preservar a privacidade.
5. O futuro
O sucesso da Iniciativa de computação de gêmeos digitais dependerá da
cooperação íntima entre campos abrangentes de pesquisa e tecnologia,
como ciências sociais, ciências humanas, ciências naturais e aplicadas e
campos interdisciplinares. Os laboratórios da NTT pretendem concretizar
a Iniciativa de computação de gêmeos digitais com a colaboração de
profissionais do futuro e parceiros globais nesses campos abrangentes de
pesquisa e tecnologia. Para obter detalhes da Iniciativa, consulte o
artigo em http://www.ntt.co.jp/svlab/e/DTC/whitepaper.html.
[1] Estratégia de gestão de médio prazo da NTT Group “Seu parceiro de
valor 2025” (em japonês)
[2] Innovative Optical and Wireless
Network (IOWN)
[3] Dr. Michael Grieves, Digital Twin: Manufacturing
Excellence through Virtual Factory Replication, 2015
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