Цифрові двійники – новий етап ШІ: що це таке, як працюють і чи допоможуть людині

Технологія цифрових двійників – тренд останнього часу. У березні 2024 року китайський лідер Сі Цзіньпін назвав цю технологію однією з шести ключових галузей, в яких Китай має на меті випередити США. Сама технологія відома давно – першого цифрового двійника NASA використала у 1970 році в місії "Аполлон-13" до Місяця, яка стикнулася з аварією. За допомогою цифрового двійника системи космічного корабля "Аполлон-13" на Землі інженери NASA врятували місію, відтворивши умови аварії та знайшовши шляхи рішення. Для підготовки космонавтів і диспетчерів польотів тоді використали 15 тренажерів-симуляторів.

Новітні інструменти, що з'явилися зараз, дали технології у 2020-х роках друге життя. Тепер цифрові двійники використовуються у будівництві, створенні ліків, транспорті. Про "цифрових близнюків" (digital twins), як їх називають англійською, загрозу штучного інтелекту та використання інтернету речей (IoT) 24 Канал під час IT-Arena 2024 поговорив з експертом з ШІ Баррі Хогіаном, Head of IoT IT-компанії Intellias.

Баррі Хогіан / Фото IT Arena

Довідково! Баррі Хогіан (Barry Haughian) – північноірландець, який зараз живе у Мадриді. Фахівець із впровадження цифрових двійників та їхнього застосування в будівництві та комерції, має багаторічний досвід роботи з інтернетом речей. Хогіан працює керівником відділу інтернету речей української IT-компанії Intellias.

Цікавий факт – на початку повномасштабного вторгнення Хогіан прихистив чотири українські родини у власному замку XV століття, у графстві Голвей в Ірландії.

Як працюють цифрові двійники та інтернет речей

Штучний інтелект значно розширив можливості інтернету речей – на відміну від ситуації 10 років тому, коли про інтернет речей широко говорили, пояснює Хогіан.

Інтернет речей нині можна побачити всюди – це й системи офісних споруд, готелів, навіть музеїв, автобусні системи міст, у недалекому майбутньому інтернет речей керуватиме безпілотними авто, які тільки з'являються на дорогах.

У нас у розпорядженні є хмарні сервіси, дані, які ми накопичуємо, аналізуємо та використовуємо для навчання ШІ. І в цьому допомагає саме інтернет речей. Для галузі транспорту інтернет речей збирає дані про маршрут, дорогу, її стан тощо. Саме зараз я працюю над такою системою в Африці,
– розповідає експерт.

Все перераховане експертом і створює базу для цифрового двійника, який відтворює реальний чи запланований об'єкт у цифровому вигляді та дозволяє пропрацювати та побачити всі процеси, які будуть застосовуватися наживо. Зокрема цифрові двійники використовуються в будівництві – для створення 3D-моделі будівлі при спорудженні, на якій бачитимуть всі системи будинку, наприклад, електрику та труби.

Цифровий двійник літака / ілюстрація intellias

Спочатку створюється модель будівлі, далі у процесі будівництва вступає в гру інтернет речей, який збирає дані у режимі реального часу, пояснює Хогіан.

Цифровий двійник будівлі / ілюстрація intellias

За словами експерта, цей алгоритм можна використати в різних сферах, не обов'язково в ІТ-компаніях чи будівництві. Таку модель можна використати й в освіті, охороні здоровʼя тощо. У цих галузях можна створювати цифрових двійників для оптимізації, покращення їхніх процесів тощо.

Головне пам'ятати – цифровий двійник це відображення процесів, а не копія умовного заводу, якщо мова йде про двійників у промисловості.

Інтернет речей знову став крутим, каже експерт, адже він допомагає збирати всі дані для штучного інтелекту. Хогіан називає IoT прискорювачем штучного інтелекту.

"Але якщо ми не припинимо ажіотаж і просто дамо всім моделі штучного інтелекту, то, чесно кажучи, ми зробимо ведмежу послугу", – вважає співрозмовник.

Баррі Хогіан на IT Arena у Львові / Фото Лева Шевченка, 24 Канал

Створюючи цифрового двійника, спочатку визначте процес. Якщо це надто складно, розбийте його на менші кроки. Зосередьтеся на рентабельності інвестицій на кожному етапі,
– зауважує Хогіан.

Як цифрові двійники використовують для людини

Цифрові двійники поширюються й на людський вимір.

Це відбувається вже зараз – за допомогою цифрового двійника людини тестують нові ліки, аналізуючи ДНК конкретної особи, пояснює експерт. Найпростішим цифровим двійником же можна назвати дані з фітнесбраслета чи смартгодинника, які застосунок збирає із сердечного ритму, частоти дихання тощо.

Цифрові двійники / ілюстрація ohsl.us

Цікаво! Консалтингова компанія McKinsey прогнозує, що цифрові двійники прискорять процеси розробки продукту та покращать результати, одночасно зменшуючи витрати.

Очікується, що глобальний ринок технологій цифрових двійників зростатиме приблизно на 60% щорічно, досягнувши 73,5 мільярда доларів до 2027 року.

У лондонському Університеті королеви Марії вже створюють цифрові двійники сердець для пошуку кращих методів лікування фібриляції передсердь. Спричинена випадковими електричними сигналами у верхніх відділах серця, фібриляція передсердь є найпоширенішою формою серцевої аритмії, яка вражає приблизно 1,4 мільйона людей лише у ​​Великій Британії. Без лікування це може призвести до інсульту.

У США регулятор FDA (управління з продовольства і медикаментів США) погодив використання штучної підшлункової залози, яка працює з цифровим двійником. Датчик під шкірою регулярно вимірює рівень глюкози у крові, передає дані на смартфон, таким чином програма автоматично вводить інсулін людям з діабетом першого типу. Цифровий двійник імітує метаболізм глюкози в організмі, на базі чого визначається необхідна доза інсуліну.

Які загрози від цифрових двійників та що буде у майбутньому

Основною загрозою від впровадження цифрових двійників Баррі Хогіан називає кібербезпеку, а саме злами. Все можна зламати, тому це питання має регулюватися, зокрема державою, каже експерт. На його думку, регулюватися має й інший аспект штучного інтелекту – засилля згенерованих картинок, шахрайство у соцмережах. Хогіан називає це нерозумним використання штучного інтелекту.

Щодо появи штучного інтелекту з людською подобою – експерт не вірить у це.

Якщо мова йде саме про ШІ зі свідомістю, то ми нього чуємо уже багато років – про щось на кшталт "Термінатора", який несе загрозу і знищує людство. Його досі немає, і, на мою думку, не буде, принаймні за мого життя та життя моїх дітей,
– вважає Хогіан.

Втім, на думку експерта, ШІ подібний до людини вже існує, адже чатботи спілкуються як людина.

Більшість людей нерозумно використовують штучний інтелект, додає експерт. "Якщо ви збираєтеся застосувати штучний інтелект або машинне навчання, переконайтеся, що це має мету. Переконайтеся, що у вас є кінцевий продукт, інвестиції в який ви хочете окупити", – зауважує Хогіан.