Những năm trở lại đây, Internet vạn vật (IoT) đã có bước phải triển vượt bậc nhờ sự kết hợp với các xu hướng công nghệ mới như nền tảng trí tuệ nhân tạo AI. Chuyển đổi số diễn ra ở khắp mọi nơi, trong từng ngõ ngách của cuộc sống xung quanh hàng ngày. Để đồng bộ việc tích hợp giữa IoT và dữ liệu, một xu hướng công nghệ mới đã ra đời gọi là Digital Twins (Cặp song sinh kỹ thuật số). Bài viết hôm nay chúng ta cùng tìm hiểu về xu hướng công nghệ mới này nhé.
Digital Twins là gì?
Digital Twins là một công nghệ thực hiện việc nhân bản kỹ thuật số của tất cả mô hình ngay thời điểm hiện tại, hay nói cách khác là nó cung cấp một bản sao chính xác của thế giới vật lý cùng với cập nhật theo thời gian thực tương ứng.
Khái niệm này được giới thiệu và phát hành lần đầu tiên bởi NASA từ năm 2012, với những tiêu chí đặt ra cho Digital Twins trên một hệ thống mô phỏng chiếc máy bay. Trong đó tiêu chí quan trọng là có thể mô phỏng tích hợp đa vật lí, đa tỷ lệ, xác suất của một phương tiện hoặc hệ thống được chế tạo thông qua sử dụng các mô hình vật lý tốt nhất hiện có, cập nhật cảm biến, lịch sử đội bay,… để phản ánh tuổi thọ của chiếc máy bay song sinh tương ứng của nó.
Trong quá trình nghiên cứu và phát triển, Digital Twins cho thấy sự hiệu quả và hứa hẹn trong nhiều lĩnh vực ứng dụng sản suất hay kinh doanh; công nghệ này như là một chiếc cầu nối giữa thế giới thực và không gian số. Với sự phát triển của IoT, số lượng các thiết bị trong thực tế kết nối với Internet ngày càng nhiều; các nhà phát triển tham vọng có thể xây dựng được gần như hoàn chỉnh một bản sao số hóa tái hiện lại được không gian, thời gian và vật chất trong cuộc sống; từ đó đưa ra các mô phỏng, dự đoán có tính chính xác cao hơn.
Các yếu tố cấu thành nên Digital Twins
Để xây dựng, tạo ra một đại diện ảo sinh đôi, chính xác của một sản phẩm, một hệ thống bao gồm cả các hành vi theo thời gian thực; các yếu tố mà một hệ Digital Twins phải có bao gồm:
- Cảm biến: thu thập dữ liệu và cung cấp cho đại diện ảo trong suốt quá trình hoạt động vật lý trong thế giới thực.
- Dữ liệu: dữ liệu từ các cảm biến, từ bản vẽ thiết kế, từ hiểu biết về hệ thống hay những thông tin từ môi trường giúp hệ thống ảo vận hành chuẩn xác như thật hơn.
- Bộ truyền động: mỗi hành động trong thế giới thực đều phải được phản ánh chính xác đến bản sao song sinh của nó và ngược lại, để những tác động lên bản sao số có thể thay đổi được lên chính bản thể vật lý của nó, chúng ta cần xây dựng những bộ truyền động chịu sự can thiệp của con người.
Chu trình kỳ vọng
Theo nghiên cứu của Gartner, hãng nghiên cứu thị trường hàng đầu, tháng 8 năm 2022, công nghệ Digital Twins nằm trong top 10 xu hướng công nghệ chiến lược 10 năm sắp tới. Công nghệ này hiện vẫn đang trong giai đoạn khởi đầu, các công ty công nghệ sử dụng IoT hiện nay cũng đang tìm cách triển khai Digital Twins.
Lợi ích mà Digital Twins mang lại
Với khả năng tạo ra bản sao số tương ứng với sản phẩm vật lý, lợi ích đầu tiên dễ thấy nhất của công nghệ sao chép sinh đôi số này là việc có thể giúp doanh nghiệp đánh giá sản phẩm một cách chi tiết và chính xác trước khi đưa ra thị trường. Hệ thống xây dựng lên sản phẩm số với lượng dữ liệu cung cấp lớn, đầy đủ các mặt của thiết bị vật lý, từ đó mang lại khả năng phân tích dữ liệu một cách toàn diện.
Digital Twins cũng mang lại khả năng giám sát, theo dõi và điều khiển từ xa cho người dùng; đồng thời giảm tối đa chi phí dành cho rủi ro của việc sản xuất. Nhờ khả năng số hóa mang lại cho chúng ta những kịch bản khó xảy ra để kiểm thử, lưu lại các bản ghi để làm cơ sở cho những hoạt động phục hồi và lưu trữ kiến thức.
Ứng dụng trong thực tế
Dù vẫn trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển, Digital Twins cũng đã có những ứng dụng thực tế rõ rệt kết hợp với sự phát triển của AI, Machine Learning và IoT trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.
Mô hình smartcity Virtual Singapore 3D
Đây là một bản sao kỹ thuật số có thể tương tác được của thành phố Singapore, được hiển thị dưới dạng hình ảnh 3D. Smartcity này cho phép chính phủ quan sát hoạt động của toàn bộ cơ sở hạ tầng thành phố theo thời gian thực; theo dõi mọi thứ, phân tích từ tình hình an ninh, mật độ dân cư hay tình trạng không khí.
Ứng dụng vận hành hệ thống khám phá vũ trụ của NASA
Nasa hiện nay ứng dụng Digital Twins để vận hành, bảo trì và sửa chữa hệ thống khi khám phá vũ trụ. Các nhà khoa học của NASA cần phải làm việc với các máy móc trong không gian vũ trụ, nơi mà nó gần như không thể hiển diện thực tế và vì thế bản sao số này vô cùng hữu ích.
Tập đoàn Chevron sử dụng trong các mỏ dầu
Tập đoàn Chevron đang sử dụng công nghệ này để dự đoán các vấn đề bảo trì trong các mỏ dầu và nhà máy lọc dầu của mình. Công ty đặt mục tiêu có các cảm biến được kết nối với hầu hết các thiết bị giá trị cao vào năm 2024 và hy vọng rằng việc ngăn chặn sự cố trên các thiết bị quan trọng nhất của họ sẽ giúp tiết kiệm hàng triệu đô la mỗi năm.
Kết bài
Có một cuộc cách mạng về AI nói chung và Digital Twins nói riêng đang âm thầm diễn ra. Công nghệ ngày càng mang lại cho chúng ta nhiều sự tiện lợi trong cuộc sống. Dù còn nhiều thách thức nhưng công nghệ Digital Twins sẽ có nhiều bước đột phá trong thời gian tới. Hy vọng bài viết đã mang lại cho các bạn những kiến thức hữu ích về xu hướng công nghệ mới này, hẹn gặp lại các bạn trong bài viết tiếp theo của mình.
Bài viết đăng trên bog TopDev: https://topdev.vn/blog/digital-twins-xu-huong-cong-nghe-cho-nganh-iot/