Inleiding #
Er bestaat niet heel erg veel consensus over de precieze definitie van de populaire term “digital twin”, ookal wordt deze term erg vaak gebruikt in metaverse-gerelateerde artikels en research. De term wordt vaak als een overkoepelende catchall gebruikt, terwijl de eigenlijke betekenis vaak een stuk meer afgebakend is. Sommige onderzoekers, zoals Nikula et al. (2020) stellen daarom een typografie voor met drie verschillende modellen voor de metaverse: Digital Twins (DT), Digital Shadows (DS) en Digital Models (DM).
Wat houden deze drie verschillende digitale modellen in en wat zijn de precieze verschillen? We bespreken elke soort hieronder, elk met eigen voorbeelden.
Digital Twins #
Een Digital Twin is kortweg een virtuele en interactieve digitale representatie van iets dat ook in de echte wereld bestaat. Het is dus een kopie (vandaar de term ‘twin’) van iets fysiek en wordt vaak gebruikt tijdens productieprocessen (Bergs et al. 2021) alsook in overheids- en nutsvoorzieningstoepassingen. In Digital Twins is het belangrijk dat data vloeit in beide richtingen, van de virtuele wereld naar de echte en vice versa. Tao et al. (2017) beschrijven digitale twin als “virtuele representaties van een fysieke entiteit met een bi-directionele communicatielink”. Slimme data (Pieterson, 2017) verkregen van verschillende IoT-sensoren, worden als cruciaal bestempeld voor Digital Twin communicatie.
De Vlaamse Overheid maakt veelvuldig gebruik van Digital Twins en rapporteert daarover op zijn websites. Het VLOCA Vlaanderen project vermeldt het volgende op hun website:
“A data-driven government uses data to support local policy decisions. A Local Digital Twin (Lokale Digitale Tweeling), offers an actual overview of the condition of a city or municipality in a virtual environment, and allows for simulating and testing of policy decisions and other planned operations.”
Vlaamse Open City Architectuur
Digital Twins worden bijvoorbeeld ook gebruik in het KLIP overheidssysteem, een platform waarmee het mogelijk is om ondergrondse kabels en pijpleidingen in Vlaanderen in kaart te brengen. De Vlaamse Overheid gebruikt Digital Twins vooral als hulpmiddel bij het nemen van beslissingen (cfr. decision support system). Veel documentatie over de Digital Twin toepassingen van de Vlaamse Overheid werd gepubliceerd in een publiek toegankelijke wiki.
Een andere Digital Twin dat tot de verbeelding spreekt is de represnetatie van Changi Airport in Singapore (zie hierboven). Deze werd gemaakt in Unreal Engine en gebruikt een grote hoeveleheid van real-time data, IoT-sensoren en simulators om de efficiëntie van vliegtuigen, dienstvoertuigen, taxi’s en meer te verbeteren. Hong Kong International Airport doet iets vrij gelijkaardig en heeft een Digital Twin opgebouwd dat is verbonden met talloze camera’s en sensoren om de stroom van passagiers en onderhoud te monitoren en te simuleren, het wordt bovendien ingezet als decision support system (Ball, 2020). Aangezien er heel wat capaciteitsproblemen zijn bij grote en belangrijke ‘hub’ luchthavens (Gelhausen et al., 2013), zouden deze Digital Twins enorm belangrijk kunnen zijn om dat probleem op te lossen.
Digital Shadows #
Een Digital Shadow wordt vaak verward met een Digital Twin (Sepasgozar, 2021) maar kent een belangrijk en groot verschil: informatie vloeit slechts naar één richting, van de echte wereld naar de virtuele. Dat betekent ook dat er geen communicatie is tussen de twee bestaansniveaus, een Digital Shadow bootst gewoon na wat de fysieke versie doet. Echter is het ook mogelijk om een digitale shaduw te maken van een digital twin. Digital Shadows worden net zoals de twins vaak gebruikt in productieprocessen.
Een voorbeeld hiervan vinden we terug in Water Street, Tampa, Florida. Strategic Development Partners heeft daar een complete, minitiatuur-schaal stad in 3D afgeprint in Tampa met tientallen laserprojectors. Dankzij camera’s en databronnen van de stad (bevolking, weer, verkeer) en Unreal Engine, werd deze digital shadow voleldig interactief gemaakt via een touchscreen of virtual reality headset. Metaverse expert Matthew Ball stelt talloze use cases op voor een digital shadow (hoewel de term ‘digital twin’ hier ook ambigu wordt gebruikt) in zijn boek The Metaverse: And How It Will Revolutionize Everything:
It was possible to see exactly how present-day Tampa would be affected by the construction process, as well as by the completed project. How would a five-year build affect local traffic and how would the effects be different from those of a six-year build? What would happen if a given building were replaced by a park, or its floors reduced from 15 to 11? How would the views of other buildings and parks in the area be affected by the development, including through refracted light or radiated heat—and at any time or day in the year? How would these buildings shape emergency response times in the area? Might they require a new police, fire, or ambulance station? On which sides of the buildings should a fire escape be built? Today, these simulations are primarily used to design and understand a building or project. Eventually, they will be used to operate the resulting buildings and the businesses they house.
Matthew Ball
Digital Models #
In Digital Models is er geen automatische itneractie tussen de virtuele en de fysieke versies. Met andere woorden, als er aanpassingen gemaakt moeten worden, gebeurt dat volledig manueel. Digital Models worden erg vaak gebruikt, dikwijls voor virtuele versies van echte fysieke voorwerpen, het nabouwen van fysieke kantoren/locaties in de metaverse en applicaties waarbij augmented reality wordt gebruikt. Ook hier wordt de term “digital twin” erg vaak verkeerdelijk gebruikt.
Accenture’s Nth Floor, een virtuele representatie van een echt kantoorgebouw dat tijdens de coronapandemie werd gebruikt om nieuwe werknemers te onboarden, is een van de vele real-life voorbeelden. Men zou kunnen stellen dat realistische en waarheidsgetrouwde representaties van een bepaald gebouw of gebied in een fictief universum (denk bijvoorbeeld aan Manhattan in de meest recente Spider-Man videogame) ook voorbeelden van Digital Models zijn.