Ψηφιακά Δίδυμα: Πως η Τεχνητή Νοημοσύνη βελτιστοποιεί τον Ψηφιακό Κόσμο

Abstract

Τα Ψηφιακά Δίδυμα (Digital Twins) αναπαριστούν τη λειτουργία ενός φυσικού συστήματος και αλληλοεπιδρούν με αυτό μέσω της συλλογής και της επεξεργασίας των δεδομένων που προκύπτουν από τους αισθητήρες του φυσικού συστήματος. Στο πλαίσιο της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας πραγματοποιήθηκε αρχικά μια γενική παρουσίαση των τεχνολογιών του Ψηφιακού Κόσμου, όπως το Διαδίκτυο των Πραγμάτων, η 4η Βιομηχανική Επανάσταση, τα Έξυπνα Κτίρια και οι Έξυπνες Πόλεις, το Υπολογιστικό Νέφος, τα Κυβερνο-φυσικά Συστήματα και η Εκτεταμένη Πραγματικότητα. Έπειτα έγινε βιβλιογραφική ανασκόπηση της έννοιας των Ψηφιακών Διδύμων και παρουσιάστηκε η ιστορική τους εξέλιξη με το πέρασμα των ετών. Μετά τον ορισμό της βασικής τους δομής και λειτουργίας, αναλύθηκαν οι διαφορές μεταξύ μιας απλής προσομοίωσης και της διαδραστικότητας που παρουσιάζουν τα Ψηφιακά Δίδυμα. Υπάρχει ένα τεράστιο πεδίο εφαρμογής της συγκεκριμένης τεχνολογίας, με εφαρμογές στη Βιομηχανία, στην Υγεία, τις Κατασκευές, τις Έξυπνες Πόλεις, την Αυτοκινητοβιομηχανία και την Αεροπορική Βιομηχανία και τη Γεωργία, όπου παρουσιάστηκαν εφαρμογές στους συγκεκριμένους τομείς, με έμφαση στα οφέλη, τις προκλήσεις και της προοπτικές. Κλάδος της Επιστήμης των Υπολογιστών είναι και η Τεχνητή Νοημοσύνη (Artificial Intelligence), η οποία επιδιώκει τη δημιουργία ενός ευφυούς μηχανήματος το οποίο μπορεί να αντιδρά σαν την ανθρώπινη νοημοσύνη. Η Τεχνητή Νοημοσύνη χρησιμοποιεί συγκεκριμένες τεχνικές για την υλοποίηση του σκοπού της. Στο επόμενο Κεφάλαιο έγινε ανάλυση του τρόπου με τον οποίο η Τεχνητή Νοημοσύνη βελτιώνει τα Ψηφιακά Δίδυμα και παρουσιάστηκε μια σειρά από παραδείγματα και εφαρμογές Ψηφιακών Διδύμων που χρησιμοποιούν AI, όπως στη σχεδίαση έξυπνων κτιρίων και στην κατασκευή έξυπνων σηράγγων, στη Βιομηχανία, στην Υγειονομική Περίθαλψη, στην εκπαίδευση αυτόνομων αυτοκινήτων, στον τομέα της συντήρησης, επισκευής και ανακατασκευής και στην παραγωγή ενέργειας. Από όλη την ανάλυση και την μελέτη περιπτώσεων προκύπτει ότι τα Ψηφιακά Δίδυμα που ενσωματώνουν Τεχνητή Νοημοσύνη ήρθαν για να βελτιώσουν τα φυσικά συστήματα και να αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο βλέπουμε τον κόσμο, καθώς προσδίδουν νέα χαρακτηριστικά και δυνατότητες πρόβλεψης και υποστήριξης αποφάσεων. Χρειάζεται όμως πάντα η διατήρηση της ανθρώπινης εποπτείας ώστε να μπορέσουν να εξελιχθούν ακόμη περισσότερο και να βελτιώσουν τα ποιοτικά χαρακτηριστικά τους.