دوقلوی دیجیتال در میراث فرهنگی
شاید در زمانهای که همه چیزها معادلی دیجیتال دارد شنیدن عبارت دوقلوی دیجیتال در ابتدا کمی عجیب و ناشناخته باشد به این دلیل که وقتی به جفتی همسان از یک چیز در طبیعت و اطرافمان فکر میکنیم تصور کردن جفتی دیجیتالی از آن برایمان کمی ناشناخته است و شاید ندانیم که به چه کاری میآید. دوقلوی دیجیتال اصطلاحی است که در زمینه دادهسازی و مهندسی مدرن بسیار پر کاربرد است. اگر بخواهیم خیلی ساده و کوتاه بگوییم یک دو قلوی دیجیتال، در واقع یک ماکت تخصصی دیجیتال از ساختمان یا فرآیندی است. با اینحال بهتر است درک درستتری از این مفهوم داشته باشیم.
یک دوقلوی دیجیتال در واقع بازنمایی مجازی از فرآیندها و کالبد یک ساختمان است که به طور کلی طول دوره عمر ساختمان یا فرآیندی را نمایش میدهد، با اطلاعات لحظهای به روز میشود و برای تصمیمسازی از شبیهسازی، یادگیری ماشین و استدلال استفاده میکند. به معنای دیگر، دوقلوی دیجیتال یک مدل مجازی طراحی شده است که به طور مشخص بر روی ساختمان فیزیکی تأثیر میگذارد. فرض کنید میخواهیم دوقلوی دیجیتال زیگورات چغازنبیل را بسازیم. برای این کار باید مناطق حیاتی ساختار اثر را مجهز به سنسورهای مختلف کنیم. این سنسورها دادههایی را در مورد زوایای مختلف کارایی و نمایش اثر فیزیکی تولید میکنند. مانند وزن، بافت و مواد، فرم داخلی، شرایطهای مختلفی که اثر طی کرده و غیره. این دادهها سپس به کمک پردازش سیستم میروند و روی نسخه دیجیتالی اعمال میشوند.
یک دوقلوی دیجیتال در واقع بازنمایی مجازی کالبد یک ساختمان و فرآیندهای مرتبط به آن است
آنچه که با همچین دادههایی ساخته شود، مدلی مجازی است که میتواند برای شبیهسازی، مطالعات نمایش اثر و ایجاد توسعههای ممکن استفاده شود. تمامی اینها با هدف ایجاد جوانب ارزشمند برای اثر فیزیکی اصلی شکل میگیرد که در نهایت بر روی آن اعمال میشود.
شبیهسازی و دوقلوی دیجیتال، هر دو از مدل دیجیتالی استفاده میکنند که فرآیندهای مختلف سیستم را تکرار میکنند. با این تفاوت که دوقلوی دیجیتال در واقع یک محیط مجازی است و نه صرفا مدلی دیجیتال که همین امر باعث میشود برای موارد مطالعاتی غنیتر باشد. تفاوت اصلی و پررنگ میان دوقلوی دیجیتال و شبیهسازی در مقیاسپذیری آنهاست. به این معنا که مدل شبیهسازی شده معمولا یک فرآیند خاص را تنها مورد مطالعه قرار میدهد، در حالی که دوقلوی دیجیتال میتواند خودش هر تعداد مدل شبیهسازی سودمندی را بسازد که چندین فرآیند را همزمان مورد مطالعه قرار میدهد. تفاوتها به اینجا ختم نمیشود. برای مثال، مدل شبیهسازی شده معمولا به دادههای لحظهای متصل نیست، اما دوقلوهای دیجیتال بر اساس دو مسیر حرکتی اطلاعاتی طراحی میشوند به این صورت که ابتدا سنسورهای متصل به ساختمان دادههای مرتبط را برای سیستم پردازشگر تدارک میبینند و سپس زمانی اتفاق میافتد که درکی کلی توسط پردازشگر ساخته شده، و دوباره با منابع اصلی ساختمان به اشتراک گذاشته میشود. اکنون میتوانیم تصور کنیم که وجود یک دوقلوی دیجیتال در زمینه آثار و بناهای تاریخی چه کمک شایانی برای حفاظت دقیق میراث فرهنگی به ما میکند.
ایده فناوری دوقلوی دیجیتال ابتدا در سال ۱۹۹۱ توسط دیوید گلرنتر David Gelernter در انتشارات جهانهای آینهای mirror worlds شکل گرفت. با اینحال این دکتر مایکل گریوز بود که اولین بار مفهوم دوقلوی دیجیتال را در سال ۲۰۰۲ در تولید محصولی اعمال کرد و به طور رسمی مفهوم نرمافزاری دوقلوی دیجیتال را انتشار داد. در نهایت یک عضو ناسا به نام جان ویکرز John Vickers اصطلاح جدید «دوقلوی دیجیتال» را در سال ۲۰۱۰ ارائه کرد و شناساند.
ایده اصلی استفاده از دوقلوی دیجیتال به معنای مطالعات اشیا فیزیکی میتواند پیش از اینها هم دیده میشود. در واقع میتوان به طور مشخص گفت که ناسا در سال ۱۹۶۰ پیشقدم استفاده از این فناوری در زمان ماموریتهای اکتشافی فضایی شده بود. زمانیکه هر ماشین فضانورد پیش از سفر فضایی به طور دقیق بارها با مدل زمینیاش که برای مطالعه اهدافشان مورد آزمایش قرار میگرفت و مشابهسازی میشد.
مزیتها و امتیازات دوقلوی دیجیتال
طراحی و مطالعات بهتر: به جهت دادههای مؤثر و فراوانی که یک دوقلوی دیجیتال در اختیار میگذارد میتوان بازنمایی و خروجی بهتری ساخت. این دادهها آگاهیهای مارا افزایش میدهد و راهی میشود برای شرکت هایی که میخواهند محصولاتشان را قبل از تولید، پالایش کنند و ساماندهی بهتری ببخشند
کارایی بیشتر: در زمانی که محصولی تولید شده، دوقلوی دیجیتال میتواند سیستم و ساختار اشیا را رصد کند و انعکاس دهد. با یک دید حفاظتی و نگهداری از محصول میتوان به طور سودمندی کل فرآیند خود کالا و ساختش و تأثیرات مختلف بر روی شی را مشاهده و رصد کرد.
دوقلوی دیجیتال حتی کمک می کند تولیدکنندهها تصمیم بگیرند در طی بازیابی و یا دیگر سنجشها، چه کاری با محصول انجام دهند که به انتهای چرخه کامل محصول آنها و نیازهایی که برای به انجام رساندن فرآیند تولید است دست پیدا کنند. با استفاده از دوقلوی دیجیتال آنها می توانند تشخیص دهند چه موادی از محصول بهرهبرداری بیشتر و بهتری دارد.
به طور کلی کارایی پروژههای مختلف زیادی در صنعت و بازار از استفاده از مدلهای دیجیتال سود میبرند:
- پروژههای بزرگ فیزیکی مانند: ساختمانسازی، پلها و دیگر سازههای پیچیده که زیر قوانین مشخص و مهندسیشدهای هستند
- پروژههای پیچیده مکانیکی مانند توربین موشکها، اتومبیلسازی و هوافضا.
- تجهیزات قدرتی مانند واگنها، ماشینهای راه و ترابری،
- پروژههای تولیدی مانند که ساختار ماشینهای و سازهها برای محیطهای صنعتی به کار میرود.
با همه اینها اکنون زمانی است که دوقلوی دیجیتال راه خودش را به زمینهای مختلف و وسیعتری باز کرده که از جملهٔ آنها میراث فرهنگی و حفاظت و مرمت است. در نوشتار بعدی به این مبحث میپردازیم که یک دوقلوی دیجیتال چه کارآیی در زمینهٔ میراثفرهنگی برای ما دارد.
