“Uiteindelijk wordt heel de campus één groot Digital Twin Lab”
Door digitale, realtimekopieën te maken van machines, steden of zelfs het menselijk lichaam, proberen onderzoekers de fysieke wereld beter te begrijpen. Deze live replica’s van fysieke processen worden ook wel Digital Twins genoemd, die dankzij meer beschikbare data en nieuwe ontwikkelingen steeds nauwkeuriger worden. Vanwege het toenemende belang van Digital Twinning, staat het Holst Symposium, dat vandaag plaatsvindt, in het teken van het concept. Onder andere het TU/e Digital Twin Lab zal daar demonstraties geven.
Wat begon als een groep onderzoekers van verschillende faculteiten die kennis over Digital Twins met elkaar deelden, resulteerde in een officieel lab. Meer dan een jaar geleden werd het lab opgericht in het Gaslabgebouw. Enkele maanden geleden verhuisde het lab naar een grotere ruimte in de Meulensteen House of Robotics. De extra ruimte was hard nodig, zegt EAISI Program Board Director Shane Ó Seasnáin. Meer dan zeventig onderzoekers maken deel uit van de Digital Twin community. “Het lab is een plek waar ze bij elkaar komen om ideeën uit te wisselen. Mensen met verschillende achtergronden kunnen hier van elkaar leren.” Het lab faciliteert ook onderzoek en onderwijs met materiaal en kennis.
Hoe Digital Twins vorm krijgen, varieert per onderzoek, vertelt Ó Seasnáin. “Mensen denken vaak dat een Digital Twin een visuele representatie van iets is, maar in de praktijk zijn het geen simpele 3D-modellen. We voegen ook andere wetenschappelijke componenten toe.” Denk bijvoorbeeld aan een auto die goed werkt in Nederland. Door die door middel van een Digital Twin in Spanje of Noorwegen te plaatsen, kom je erachter of hij in andere klimaten net zo goed werkt, legt de directeur uit. Een ander voorbeeld: met een Digital Twin van een gebouw kun je ook realtime bijhouden waar lichten en airconditioning aan staan en waar mensen in het gebouw zijn.
Kennisbank
Digital Twins bieden onderzoekers de mogelijkheid om objecten in verschillende settings te plaatsen, of om toegang te krijgen tot plaatsen die in de fysieke wereld niet toegankelijk zijn, zoals een menselijk hart. Je kunt er ook informatie uit een organisatie mee combineren in een soort digitale kennisbank. “Als in een ziekenhuis een patiënt een bepaald probleem heeft, dan kan een dokter die data gebruiken om de laatste tien patiënten met hetzelfde probleem op te zoeken. Die kan dan zien wat andere artsen hebben gedaan en welk resultaat dat had. In de ‘echte wereld’ zou je dan met alle betrokkenen moeten gaan praten, maar in de virtuele wereld heb je alle informatie zo bij de hand.”
De virtuele en fysieke wereld hebben beide sterke en zwakke punten, zegt Ó Seasnáin. Dat is precies waarom Digital Twins zo goed werken: de fysieke en digitale wereld vullen elkaar aan. Het fysieke is altijd nauwkeuriger, maar het digitale geeft een inzicht in hoe de fysieke wereld in elkaar steekt, door processen bloot te leggen die in de echte wereld niet zichtbaar zijn. De digitale wereld biedt ook een veilige omgeving om dingen in te testen, zonder dure materialen of zelfs levens te verspillen, zoals met dierproeven.
Alternatief
“Ik heb nog geen gevallen gezien waarbij Digital Twins als alternatief dienden voor dierproeven, maar ik kan met honderd procent zekerheid zeggen dat het mogelijk is. Zelfs ook als alternatief voor testen op mensen.” Zou hij echter een medicijn vertrouwen dat alleen met een Digital Twin getest zou zijn? “Daar zit de uitdaging. Als je meer zekerheid kunt bieden, door het model zo compleet mogelijk te maken, dan is het te vertrouwen. Ze hebben ook Digital Twins gebruikt om coronavaccinaties te ontwikkelen. Dat heeft er mede voor gezorgd dat ze de vaccinaties zo snel op de markt konden krijgen.”
Om Digital Twins zo nauwkeurig en bruikbaar mogelijk te maken, is meer data en onderzoek nodig, zegt Ó Seasnáin. Hij ziet de campus als een perfect speelterrein daarvoor. “We hebben al een Digital Twin van Atlas en we willen hetzelfde doen voor de hele campus. De hele campus zal op een gegeven moment één groot Digital Twin Lab worden”, zegt de directeur. “Wat ik daarmee bedoel, is dat je de voordelen en het potentieel ervan zal zien. Ik zou graag zelfrijdende auto’s en drones op de campus zien. Je wil dat mensen het gevoel krijgen dat ze in een hightechomgeving zijn.”
Symposium
Vandaag zal het lab de Digital Twin van Atlas presenteren op het Holst Symposium. “We laten zien hoe energie in het gebouw wordt gebruikt en hoe we dat efficiënter kunnen maken.” Ook zullen ze een demonstatie geven van de 3D-printer die in het lab staat. “Met 3D-printers wil je eigenlijk dat de eerste print gelijk perfect is. Maar in de praktijk gaat 3D-printen met veel vallen en opstaan. Door een Digital Twin te gebruiken, kunnen we een gedeelte van die trial-and-errorfase wegnemen. We gebruiken data om niet de modellen, maar om de printer betrouwbaarder te maken. Het systeem leert zelf in de loop der tijd zich te verbeteren door middel van kunstmatige intelligentie.”
Kunstmatige intelligentie schijnt door in alle toepassingen die Ó Seasnáin benoemt. “Het is erg AI”, geeft hij toe. “Twins kun je zien als context, iets om mee te experimenteren. In die context kun je nieuwe vormen van Artificial Intelligence bouwen. Zelfs kunstmatige intelligentie is geen doel op zichzelf. Het gaat erom wat je ermee kunt doen.”
Het Holst Symposium wordt georganiseerd door Philips Research, Signify en de TU/e en vindt vandaag plaats in de Blauwe Zaal. Op de dag worden lezingen, presentaties en demonstraties gegeven. Ook is er een discussiepanel. De Holst Lezing wordt gegeven door Michael Grieves, een internationaal erkende expert op het gebied van Digital Twins.
Discussie