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Para mejorar estas replicas virtuales de procesos reales, ingenieros de la Universidad de Málaga han desarrollado un marco que integra sus principales componentes: la monitorización a través del internet de las cosas, la inteligencia artificial con su capacidad predictiva, los modelos de simulación y la visualización en 3D.
En la Universidad de Málaga se están ayudando a crear los gemelos digitales de última generación. Tres ingenieros del grupo de investigación ERTIS han desarrollado una plataforma de código abierto, más accesible y versátil, que permite el diseño de estas herramientas tecnológicas, que simulan entornos reales a partir de réplicas virtuales.
Se trata de Open Twins, el primer ecosistema abierto de gemelos digitales de manera integrada, capaz de combinar las últimas tecnologías: internet de las cosas (IoT), inteligencia artificial (IA), monitorización, modelos de simulación y visualización en 3D. Los detalles de la plataforma se publican en la revista Computers in Industry y su código fuente está disponible en GitHub.
Un proyecto agrónomo para medir la presión de un plan de riego, desarrollado junto a la Universidad de Córdoba; un robot que se comunica con tecnología 5G para controlar el movimiento en la finca experimental ‘La Mayora’ (Málaga), con el objetivo de predecir la maduración y el punto óptimo de los frutos; o un modelo predictivo elaborado para la industria petroquímica 4.0 son algunas aplicaciones reales de gemelos digitales llevadas a cabo por estos ingenieros.
El término de ‘gemelo digital’ surgió en el 2010, pero no es hasta hace unos cinco años cuando se ha empezado a usar más. Son representaciones dinámicas y digitales de un objeto, proceso o sistema real que tiene la capacidad de imitar y analizar el comportamiento de estos, recuerdan los autores.
“Hasta ahora la mayoría de las plataformas existentes en este sentido eran de pago y no podían modificarse”, señala uno de ellos, el catedrático de la Escuela de Informática de la UMA Manuel Díaz, quien afirma que Open Twins supera estas limitaciones y, además, suma ‘composicionalidad’, es decir, hace posible que los ‘gemelos’ se puedan conectar entre ellos de manera más sencilla, consiguiendo estructuras más complejas.
Hasta ahora la mayoría de las plataformas existentes en este ámbito eran de pago y no podían modificarse
Por su parte, la doctoranda Julia Robles, autora principal de este trabajo, destaca que, precisamente, el hecho de poder integrar todos los componentes en una única plataforma, creando un ecosistema abierto, permite predecir comportamientos futuros y, con ello, la detección de anomalías con antelación.
“Hoy en día, la simulación y modelado de sistemas son herramientas imprescindibles en muchas industrias, como la manufactura y la automoción, ya que dejan prever cómo funcionarían sistemas reales en diferentes situaciones, evitando riesgos”, añade el tercer autor, Cristian Martín, profesor del Departamento de Lenguajes y Ciencias de la Computación.
El resultado ayuda a las empresas a ser más eficientes, cambiando sus pautas de comportamiento a partir de la información que ofrecen los ‘gemelos digitales’. “Gracias a ellos es posible acceder a una especie de ‘clon’ digital de un objeto real y conocer su estado en el pasado, presente y futuro sin tener que interactuar directamente con él. Esto facilita la toma de decisiones más inteligentes, reduce los costes y aumenta la calidad”, coinciden los autores.
Referencia:
Julia Robles, Cristian Martín, Manuel Díaz. “OpenTwins: An open-source framework for the development of next-gen compositional digital twins”. Computers in Industry, 2023
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