Cos’è ed a cosa serve il Digital Twin: i vantaggi per la gestione degli edifici e delle smart cities

Martin Kessel, scriveva che: “Ogni uomo nasce gemello: colui che è e colui che crede di essere”.

Il termine “Digital Twin o gemello digitale”, creato dal pioniere tecnologo Michael Grieves, identifica la perfetta replica di un oggetto fisico in formato digitale, sia esso un prodotto, un processo oppure un sistema.

Il Digital Twin contiene tutte le informazioni dell’oggetto fisico reale con il  quale è collegato per la raccolta e lo scambio di informazioni. 

Ogni dato, informazione del mondo reale viene riprodotto fedelmente in quello virtuale in modo da creare una coppia di gemelli perfettamente identici. Questi due sistemi comunicano ed interagiscono tra di loro lungo tutto il ciclo di vita di un prodotto, di un processo, ecc., aiutandosi vicendevolmente dalla fase di creazione, produzione e funzionamento al fine di conoscere e prevenire tutti i possibili scenari iniziali e futuri.

Il gemello digitale consente di creare perfettamente, nonché di prevedere il comportamento e le prestazioni future di un prodotto o di un processo per ottimizzarne le prestazioni, ma anche per monitorarlo in tempo reale ed intervenire tempestivamente in caso di guasti o malfunzionamenti. Offre la possibilità di seguire “a distanza” il percorso di vita di un sistema consentendo di risparmiare tempo, risorse e prevenire eventuali rischi.

Il connubio tra realtà virtuale e reale consente di risolvere i problemi ancor prima che questi si verifichino nel mondo reale e di sviluppare nuove opportunità preventivamente verificate.

Svariati ed innumerevoli sono gli ambiti di applicazione del Digital Twin nei vari settori: aerospaziale, industriale, nella gestione degli edifici e delle città.

 

Rispetto alla gestione, costruzione, ristrutturazione degli edifici quali sono i vantaggi del Digital Twin?

La riqualificazione territoriale ed immobiliare, dal punto di vista urbano, ambientale e sociale è caratterizzata, negli ultimi tempi, da un’innovazione profonda rispetto al modo classico di intendere e di operare nella costruzione, ristrutturazione e vendita, accostandosi sempre di più all’innovazione tecnologica.

La costruzione e/o riqualificazione immobiliare delle città, come dei piccoli borghi, potrebbe trarre enormi vantaggi dall’utilizzo della rappresentazione virtuale dinamica degli immobili.  Il “gemello digitale”, che utilizza in tempo reale una serie di dati, consentirà sia di immaginare come sarà il futuro edificio sia di monitorarne il funzionamento prevedendo eventuali criticità.

Gli immobili del futuro saranno edifici moderni, non più progettati utilizzando metri, rondelle e livelle. I big data saranno diffusamente impiegati per mappare terreni edificabili, per sviluppare modelli 3D di case ed edifici, per effettuare rilievi digitali indoor e outdoor di immobili da ristrutturare.

La progettazione, costruzione e/o ristrutturazione prevedono l’utilizzo di un modello 3D dell’edificio che fornirà tutte le informazioni dettagliate sulla struttura anagrafica dell’immobile.

Partendo dalla scheda anagrafica sarà possibile, nel ciclo di vita dell’edificio, riempire le righe vuote del suo certificato storico, attraverso l’accostamento al Building Information Modeling (BIM) del suo “Digital Twin”, che utilizzando la tecnologia IoT (Internet of Things) sarà in grado di fornire tutti i dati necessari per avere un immobile non solo descritto e disegnato sulla carta, ma che parlerà anche di sé.

L’Internet of Things, con l’applicazione di sensori in grado di monitorare le diverse situazioni della casa (ad esempio: temperatura, umidità, luminosità, consumi energetici, ecc.) fornisce a macchine ed impianti la possibilità di dialogare non soltanto tra di loro, ma anche con gli appositi sistemi di controllo e di supervisione.

Il Digital Twin, sfruttando e ottimizzando la tecnologia IoT inserita, ci consegnerà un edificio intelligente, funzionale ed efficiente, di cui conosceremo non soltanto il passato, ma potremo monitorare costantemente il suo stato avendo in tempo reale dati (dal sistema di climatizzazione, luminosità, qualità dell’aria e temperatura all’interno, ecc.) che ci consentiranno di ottimizzare, migliorare ed adeguare gli spazi alle necessità della vita quotidiana e lavorativa degli abitanti della casa, di intervenire preventivamente per eliminare eventuali criticità e/o per programmare interventi di manutenzione.

Le applicazioni del gemello digitale e la realizzazione di immobili intelligenti si sta sviluppando anche in ambito di smart cities, per un approccio unitario, efficiente e sostenibile della progettazione urbana.

Cosa sono gli Urban Digital Twin e come miglioreranno le nostre città? 

L’evoluzione logica delle città intelligenti (smart cities) è legata alla capacità di sviluppare Digital Twin o come vengono oggi definiti Urban Digital Twin. Anche in questo caso si tratta di applicazione combinata di tecnologie di rilievo geospaziale e modellizzazione tridimensionale delle città: oggetti fisici, relazioni, comportamenti e sistemi a più livelli che trovano una loro collocazione correlata  attraverso  tecnologie GIS (Geolographic Information System) ancorata a modelli digitali integrati. 

Urban Digital Twin vuol dire capacità di governance territoriale in grado di: 

  • monitorare l’evoluzione completa di una città;
  • monitorare e sviluppare pianificazione preventiva di attuazione prima su un modello digitale gemello e poi nella realtà (si pensi al verde pubblico, alla mobilità privata e pubblica, ecc.);
  • monitorare e prevenire problemi eseguendone aggiustamenti ed interventi prima che accadano criticità non riparabili.

Ampliando lo sguardo dalla città al territorio, si può certamente ipotizzare la nascita di Land Digital Twin (LDT) ovvero l’accompagnamento alla costruzione di vere e proprie ‘smart land’ in grado di connettere, monitorare e prevenire eventi in contesti urbani ed extraurbani. 

I dati hanno un’importante virtù, ossia quella di offrire gli strumenti utili  per poter immaginare una nuova pianificazione urbana e rurale: sostenibile da un punto di vista ambientale, capace di pensare a nuovi spazi di lavoro e di vita, che utilizzi l’innovazione tecnologica, che ponga al centro della sua attenzione il concetto di comunità, di inclusione e di benessere.

Per concludere con Winston Churchill: “Di questo sono certo. Se apriamo una lite tra il presente e il passato, rischiamo di perdere il futuro”, pertanto dobbiamo essere bravi a creare il giusto equilibrio tra innovazione e tutto ciò che ci ha preceduto.

 

Linkografia

Tre cose da sapere sul Digital Twin

Digital Twin per l’efficienza energetica, una realtà? 

Urban Digital Twin: alfabetizzazione spaziale e competenze geo-digitali per vivere le città del futuro

La metodologia delle 3R: Rilevare, Rigenerare e Rivendere

Le Case Pettegole: la prima location intelligence platform delle case e dei territori rurali italiani

PropTech: cos’è, come funziona e le potenzialità future. 

Urban Digital Twin: alfabetizzazione spaziale e competenze geo-digitali per vivere le città del futuro

Gemello digitale

Digital Twin in manifacturing: a categorical literature review and classification

What’s next for Digital Twin Technology? Dr. Michale Grieves

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