Gêmeos Digitais, ou como moldar a realidade

Seria genial poder antecipar ou até mesmo evitar qualquer coisa que estivesse prestes a acontecer, não é? Pois isso é o que prometem (e, cada vez mais, cumprem) os digital twins ou gêmeos digitais; um vibrante e inovador campo de desenvolvimento tecnológico – e considerado como um expoente das tendências atuais de hiper-automatização de processos – cujo mercado global, segundo Gartner, pode chegar a gerar 183.000 milhões de dólares até 2031.

Uma cópia previsível da realidade

Os gêmeos digitais são, basicamente, ecossistemas virtuais (mais precisamente cópias) que permitem simular o comportamento de objetos ou processos no mundo físico ou real. Um gêmeo digital é um sistema projetado e programado de forma que, se receber as mesmas entradas e em condições teoricamente similares (falamos de dados com magnitudes exatamente conhecidas) que o objeto ou processo físico do qual é twin, produziria as mesmas saídas que aquele, de forma que pudéssemos prever com razoável precisão qual seria seu comportamento em um mundo real.

Assim, poderíamos antecipar o comportamento de uma turbina a gás se uma temperatura ou pressão for modificada, de uma aeronave se os padrões de atuação dos comandantes forem alterados, de um sistema de armas diante das mudanças climáticas... ou de corações ou pulmões humanos; até mesmo de pacientes completos diante da agressão de um bisturi ou de um microrganismo.

Os gêmeos digitais são criados por meio de algoritmos alimentados com dados de sensores conectados - como não poderia ser de outra forma - ao modelo original, e dessa maneira se tornam capazes de prever seu estado e funcionamento diante de qualquer mudança que possa ocorrer na vida real. Assim, um gêmeo digital poderia enfrentar por nós todo tipo de situações-cópia do comportamento do mundo físico - centenas ou milhares de vezes - antes de ter que aterrissar nele, de modo que nunca nos reste uma ponta solta (ou um risco a correr) na hora de colocar em produção um processo químico, colocar uma aeronave no ar, ou até mesmo testar um novo tratamento médico.

Economizar dinheiro e riscos em mil cenários de uso

É evidente que quando se trata de testar os limites físicos (frequentemente perigosos) de um novo sistema de produção de energia, descobrir qual seria a eficiência de uma máquina cara antes de começar a construí-la e comercializá-la, ou tentar obter respostas antecipadas sobre como um determinado tipo de paciente responderia a um tratamento experimental antes dos ensaios clínicos, os gêmeos digitais podem economizar tempo e recursos, suportar a tomada ou descarte de opções caras e, claro, mitigar riscos antes de passar para o mundo real (seja a fábrica, a rede de energia ou o paciente).

Mas não se pode conceber esse tipo de sistemas apenas como uma ferramenta necessariamente ligada à introdução de novos produtos, máquinas ou processos. A manutenção dos sistemas industriais de hoje em dia é suficientemente complexa e cara para que muitos responsáveis por operações industriais comecem a prestar atenção neles para reduzir custos e atritos.

Os gêmeos digitais, dessa forma, podem ser um modo extremamente eficaz para monitorar maquinários e tornar mais eficiente sua manutenção preditiva, graças ao fato de podermos submeter o twin em questão a todo tipo de maus-tratos até identificar qual será seu ponto de falha e nos anteciparmos a avarias custosas – ou, como dizíamos antes, perigosas.

Imaginemos, por exemplo, o caso de um reator nuclear submetido a limites estritos de segurança ao planejar paradas ou modificar parâmetros de gestão do combustível, da refrigeração, da disposição dos materiais de controle de fissão ou da configuração dos elementos de segurança, para citar apenas alguns exemplos.

Mas, ainda mais, o digital twin pode ser uma plataforma de colaboração e interconexão entre equipes que trabalham juntas no desenvolvimento de sistemas complexos, proporcionando um quadro no qual são compartilhados dados de entrada e informações sobre seu comportamento antes de se tornarem realidade, encurtando prazos e eliminando erros. Ou pode nos servir como um meio para definir layouts de plantas industriais, pois nos permitiria estudar os movimentos de pessoas e ativos e prever como uma mudança na disposição de uma instalação poderia alterar as condições de eficiência, conforto ou segurança dos operadores, por exemplo.

Dados, dados e dados

É evidente que as tecnologias em torno dos gêmeos digitais vão ser cada vez mais um vetor de inovação incontestável, porque permitirão às organizações desenvolver – a custos e em tempos cada vez menores – processos ou soluções inovadoras que provavelmente seria caro e arriscado testar in loco.

Mas ainda há muito a ser feito para que os gêmeos digitais sejam capazes de oferecer soluções completas – ou seja, completamente previsíveis –, começando pelo fato de que em muitas organizações ainda existe um grande déficit de dados imprescindíveis para alimentar seus modelos de comportamento – IoT, sensores, etc. - e assim poder antecipar digitalmente a realidade com uma mínima confiabilidade. Assim é; como em quase todas as ordens da transformação digital, também aqui a qualidade da informação acaba sendo o grande limitador e também o grande desafio.