A feltörekvőben lévő digitálisiker-technológia akár életeket is menthet.

A digitális iker egy fizikai rendszer, folyamat vagy termék virtuális másolata, amely lehetővé teszi a termék teljesítményének valós idejű nyomon követését, elemzését és optimalizálását. Vagy ha például egy rendszer meghibásodik, akkor a digitális ikren is látszódik a probléma, hiszen ezek a virtuális modellek valós idejű adatokat használnak a fizikai rendszerről, azaz ha az utóbbi meghibásodik, az a digitális ikren is látható lesz. így többek között könnyebben felmérhetők az esetleges problémák és azok gyorsabban orvosolhatók. DongSoon Park és Hojun You a Water című folyóiratban közzétett friss kutatásából kiderült, hogy technológia az elmúlt években jelentős figyelmet kapott, mivel ez egy ígéretes lehetőség a különböző iparágak hatékonyságának, megbízhatóságának és fenntarthatóságának javítására.

Életeket menthet

Egy generatív mesterségesintelligencia (MI)-eszköz például képes modellezni a csecsemők mikrobiomját. Ez felhasználható annak előrejelzésére, hogy melyiküknél állhat fenn a kognitív hiányosságok kockázata.

A bélmikrobiomról köztudott, hogy nagy hatással van a csecsemők egészségére és fejlődésére, de annak megértése, hogy a bélbaktériumok hogyan lépnek kölcsönhatásba egymással, és hogy ezek hogyan vezethetnek gyomor-bél rendszeri betegségekhez és idegrendszer-fejlődési hiányosságokhoz, azt hagyományos laboratóriumi kísérletekkel nehéz és időigényes lenne megmondani.

Az újszülött intenzív osztályon (NICU) koraszülött csecsemőkből gyűjtött székletminták adatainak felhasználásával a Chicagói Egyetem kutatói szerint a Q-net nevű modelljük

76 százalékos pontossággal képes megjósolni, hogy melyiküknél áll fenn a kognitív hiányosságok kockázata.

Azonban Ishanu Chattopadhyay, az orvostudományi kar adjunktusa sajtóközleményében elmondta, még ez sem elég, hiszen a mikrobiom egy pillanatban történő vizsgálatával csak az adott időre vonatkozóan vannak információik.

„Ezért új megközelítést dolgoztunk ki a generatív mesterséges intelligencia segítségével, hogy létrehozzunk egy digitális ikertestvért, amely modellezi a baktériumok kölcsönhatásait a változás során” – tette hozzá.

A digitális iker koncepció potenciálisan átalakító technológia. A Science Advances című folyóiratban megjelent írásukban a szerzők kifejtették, hogy a digitális iker lehetővé tesz különböző szimulációkat, sőt olyan kísérleteket hajthatnak végre általa, amelyek a való életben elérhetetlenek lennének.

„Ahelyett, hogy egyetlen kérdésre válaszolna, a digitális iker célja a teljes rendszer tükrözése, ami megkülönbözteti azt a jellemzően korlátozottabb, standard gépi tanulási modellektől” – magyarázták.

A digitális ikrek technológiája tehát az egészségügyi szektorban is forradalmi változásokat hozhat, jelentősen javítva a betegellátást, az orvosi berendezések karbantartását és a műtéti tervezést. Használata az egészségügyben lehetőséget biztosít a valós idejű adatgyűjtésre és -elemzésre, ami hozzájárul a pontosabb diagnózisokhoz, a személyre szabott kezelésekhez és a hatékonyabb működéshez.

Már Földből sem csak egy van

Tudósok a Föld digitális ikertestvérének megépítésén dolgoznak azért, hogy megjósolják a jövőbeni éghajlatváltozásokat. Az összetett számítógépes modell figyelembe veszi az időjárási és éghajlati tényezőket, valamint a bolygóra gyakorolt hatásunkat.

Ez a mesterséges intelligenciával működő digitális ikertestvér virtuálisan szimulálja a természeti jelenségek és az emberi tevékenységek közötti kölcsönhatásokat is, így képes megjósolni azok hatását például a víz-, élelmiszer- és energiarendszerekre.

Korábban az éghajlati és időjárási előrejelzések vagy helyi régiókra, vagy nagyobb globális rendszerekre összpontosítottak. A Destination Earth (DestinE) néven ismert új projekt mindezen információkat az emberi tevékenységekkel együtt ábrázolja, hogy teljes képet kapjunk a bolygónkról.

Az Európai Bizottság által június 10-én a Digitális Európa programból több mint 315 millió euróval támogatott projekt célja, hogy segítsen a politikai döntéshozóknak és a tudósoknak felkészülni a jövőre. A DestinE jelenleg két modellből áll – az egyik az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodásra, a másik pedig az időjárás okozta szélsőségekre összpontosít. A következő években várhatóan folyamatosan fejlődni fog,

2030-ra pedig elkészülhet a Föld teljes digitális másolata.

Még tovább fejlesztheti a mezőgazdaságot

A drasztikus éghajlatváltozás és a túlnépesedés miatt a hagyományos mezőgazdasági gyakorlatok fenntarthatatlanná váltak. Még a gazdaságilag gazdagabb országok is folyamatosan növekvő élelmezési bizonytalanságtól szenvednek. Kanadában például minden hatodik családnak nehézséget okoz az egészséges és aktív életmód fenntartásához szükséges élelmiszerek biztosítása, és a helyzet évről évre rosszabbodik.

Egyre népszerűbbek a beltéri gazdálkodási technikák, például az ellenőrzött környezetben történő gazdálkodás (CEA). Ezek azonban megfelelő számítógépes támogatást igényelnek.

Szerencsére az autonóm agrárágazat fellendülőben van. A mesterséges intelligenciát többféleképp is használják a mezőgazdasági üzemekben, például önvezető traktorok, kombájnok, terményellenőrző robotok és autonóm permetezőgépek is megtalálhatók a repertoárjukban. A beltéri termesztéssel foglalkozó cégek szintén mesterséges intelligenciát és számítógépes megfigyelést használnak, amely begyűjti a terményekre vonatkozó adatokat és biztosítja a megfelelő környezetet a növények számára: például pótolja a hiányzó tápanyagokat a földből, beállítja a páratartalmat és szabályozza fényeket. Sőt, ezen a területen is megjelenhetnek a digitális ikrek.

A digitális ikrek alapja a valós idejű adatgyűjtés, amelyet szenzorok, drónok és műholdak biztosítanak. Ezek az eszközök különféle adatokat gyűjtenek a növényekről, a talajról és a környezeti tényezőkről. Mindezek összegyűjtésével és elemzésével a digitális ikrek pontos virtuális modelleket hoznak létre, amelyek segítenek a gazdálkodóknak megérteni és optimalizálni a termelési folyamataikat.

Az egyedi növények szintjén a digitális ikrek lehetővé teszik a növekedési mintázatok és az egészségi állapot valós idejű nyomon követését. Az érzékelők adatai alapján a rendszer képes felismerni a növények növekedési ütemét, víz- és tápanyagigényét, valamint azonosítani a potenciális problémákat, például betegségeket vagy kártevők jelenlétét. A gazdálkodók így időben beavatkozhatnak, és megelőzhetik a komolyabb károkat, ezáltal növelik a terméshozamot és javítják a termékek minőségét.

A mezőgazdasági területek digitális ikrei szintén számos előnyt kínálnak. A talaj nedvességtartalmának, tápanyagszintjének és egyéb környezeti tényezőknek a figyelemmel kísérése révén részletes térképeket és elemzéseket készítenek. Ezek az adatok segítenek a gazdálkodóknak optimalizálni az ültetési időpontokat, kiválasztani a legmegfelelőbb növényfajtákat és hatékonyabban kezelni a földterületeket. Az ilyen szintű részletezés lehetővé teszi a precíziós gazdálkodást, amely minimalizálja az erőforrások pazarlását és maximalizálja a hozamot.

Az öntözési rendszerek digitális ikrei további előnyöket nyújtanak a vízfelhasználás optimalizálása terén. A valós idejű adatok segítségével figyelik az öntözési rendszerek működését, azonosítják az esetleges hibákat, és javaslatokat tesznek az öntözési ütemtervek finomhangolására. Ez biztosítja, hogy a növények mindig a megfelelő mennyiségű vizet kapják, ami növeli a vízhasználat hatékonyságát és csökkenti a pazarlást.

Az infrastruktúra kialakításában is hasznos

A digitális ikrek technológiája jelentős potenciált rejt magában az infrastruktúra fejlesztésének és karbantartásának területén. Azáltal, hogy valós idejű adatokat gyűjt és elemez, lehetővé teszi a városi és ipari infrastruktúrák hatékonyabb, biztonságosabb és fenntarthatóbb működtetését.

A segítségükkel előre jelezhetők és ütemezhetők a karbantartási munkálatok, ami jelentősen csökkenti a váratlan meghibásodások és a kapcsolódó költségek kockázatát. A karbantartási szükségletek valós idejű nyomon követésével optimalizálhatók a karbantartási ütemtervek, biztosítva, hogy a szükséges beavatkozásokat időben elvégezzék. Ez nemcsak a költséghatékonyságot növeli, hanem a rendszer megbízhatóságát és élettartamát is meghosszabbítja.

Az Amerikai Építőmérnökök Társaságának az elmúlt évtizedben készült jelentései rámutattak, hogy Pennsylvania infrastruktúrája, különösen az utak és a közlekedési rendszerek elöregedtek, és javításra szorulnak.

A Carnegie Mellon Egyetem (CMU) és a Fujitsu együtt digitális ikreket fejlesztenek Pennsylvania délnyugati részén e kihívások kezelése érdekében. Digitálisiker-technológiákat, köztük érzékelőket, adatokat, szoftvereket és algoritmusokat alkalmaznak a fizikai társaik állapotának nyomon követésére és kezelésére.

Digitális ikrek a logisztikában

A digitális ikrek a logisztika területén is számos előnyt kínálnak, jelentősen javítva az ellátási láncok kezelését, a raktárak működését és a szállítás hatékonyságát. A valós idejű adatgyűjtés és elemzés révén lehetővé teszik a pontosabb tervezést, a költséghatékony működést és a gyorsabb reagálást a piaci változásokra.

A technológia lehetővé teszi az ellátási láncok pontosabb és hatékonyabb kezelését. Ugyanis annak minden egyes pontjáról gyűjtött adatok alapján a digitális ikrek valós idejű képet nyújtanak az aktuális készletekről, a szállítási idők betartásáról és a potenciális problémákról. Ez segít a logisztikai menedzsereknek azonosítani a szűk keresztmetszeteket és optimalizálni az ellátási lánc működését. Például ha egy beszállító késik, a rendszer azonnal értesítheti a menedzsereket, akik alternatív megoldásokat találhatnak a késések minimalizálására.

A raktárak digitális ikrei valós idejű adatokat gyűjtenek a raktárkészletekről, a tárolási feltételekről és a logisztikai folyamatokról. Ezek az adatok segítenek a raktárak működésének optimalizálásában, a tárolási helyek kihasználtságának növelésében és a készletek pontos nyomon követésében. A digitális ikrek segítségével a raktárakban használt automatizált rendszerek is finomhangolhatók, például a robotok mozgása és a szállítószalagok működése, ami növeli a hatékonyságot és csökkenti a hibák számát.

Ez az új technológia forradalmi lehetőségeket rejt magában, az egészségügytől kezdve a mezőgazdaságon át a logisztikáig, az infrastruktúráig és még számos területen. E virtuális modellek segítségével a valós idejű adatgyűjtés és -elemzés révén pontosabb és hatékonyabb működés érhető el, legyen szó betegellátásról, termények növekedésének nyomon követéséről, szállítási útvonalak optimalizálásáról vagy éppen az épületek és utak karbantartásáról. Az átfogó és integrált megközelítés, amit a digitális ikrek kínálnak, nemcsak a költségeket csökkenti és a megbízhatóságot növeli, hanem hozzájárul a fenntartható és jövőbiztos rendszerek kialakításához is. Ahogy a technológia továbbfejlődik, a digitális ikrek szerepe egyre meghatározóbbá válik, az iparágaknak pedig érdemes kihasználniuk a digitális kor nyújtotta előnyöket.

Borítókép: Dreamstime