Immaginiamo di poter creare una copia fedele di una città e favorire al meglio lo sviluppo di strategie urbane, simulando scenari, ipotizzando interventi, verificando in anticipo conseguenze e relazioni. Tutto ciò – e molto altro – si può fare con un gemello digitale. Ma di cosa si tratta?
I gemelli digitali, in inglese digital twin, sono copie virtuali di un oggetto o di un sistema esistente nel mondo fisico, in grado di replicarne ogni aspetto. Si tratta di un vero e proprio gemello, che simula quanto accade nel mondo reale. Hanno diverse applicazioni, tra cui sicuramente anche quella di supportare la progettazione e la crescita delle Smart City. Alla scoperta dei gemelli digitali urbani.
Come anticipato, un gemello digitale è un modello virtuale di un qualcosa di fisico, che viene replicato digitalmente. Un digital twin ingloba tutti i dati e le informazioni necessari per essere un vero e proprio “sostituto” dell’oggetto fisico, ma nel mondo virtuale. La replica è completa, in quanto un gemello digitale non è un modello statico, ma anzi è in grado di comportarsi come l’oggetto reale duplicato, simulandone comportamenti e reazioni.
Si duplicano aspetto, dimensioni, funzionalità, relazioni, sistemi, componenti, caratteristiche: tutto ciò che rende tale un oggetto o un insieme di oggetti. È possibile creare un gemello digitale di qualsiasi cosa presente nel mondo reale, da una macchina a un’intera città. I vantaggi offerti da questa tecnologia, principalmente basata sull’Internet of Things e la sensoristica (con raccolta in tempo reale di informazioni e dati), sono molti e principalmente connessi a questioni quali la possibilità di aumentare le prestazioni in ambiti quali la manutenzione, la pianificazione, la progettazione.
In edilizia, ad esempio, è possibile utilizzare i digital twin per la progettazione degli edifici o per il loro monitoraggio durante l’intero ciclo di vita (facility management). Nel settore manifatturiero possono aiutare a sviluppare al meglio la produzione, ad ottimizzare i processi o ancora a riorganizzare completamente le attività. Si possono usare nel mondo della formazione, replicando in chiave virtuale esperienze molto pratiche; nel mondo energetico per pianificare la gestione delle risorse; nel mondo sanitario per simulare anche trattamenti, cure sperimentali o interventi.
Per applicazioni in ambito urbano si parla di gemelli digitali di sistema, ossia di un insieme di più risorse, che tra loro possono interagire, in quanto parte di un insieme più complesso. Costruire un gemello digitale di una città permette di poter approfondire ogni scelta strategica, ma anche di monitorare i cambiamenti nel tempo, così da attuare in ogni momento le migliori politiche urbane. In sostanza, il gemello digitale offrirebbe diversi vantaggi in ambito di pianificazione e monitoraggio.
Un’opportunità che il CNR ha colto, avviando il progetto Urban Intelligence, relativo proprio allo sviluppo dei Gemelli Digitali Urbani. Un sistema che aiuta a trasformare le città in Smart City, offrendo strumenti integrati e soluzioni per evitare la frammentazione dei progetti implementati.
Le città sono sistemi complessi e la tecnologia aiuta a semplificare tutte le analisi necessarie, simulando scenari e monitorando in tempo reale e da remoto ogni aspetto significativo. In ogni momento, quindi, il digital twin replica lo stato della città, che si evolve nel tempo.
Nel contesto italiano le Smart City non nascono come progetti di nuovi centri urbani, ma piuttosto come frutto di una progettualità finalizzata a rinnovare e a far evolvere città che, in realtà, hanno alle loro spalle secoli di storia.
Sfruttare un gemello digitale per realizzare Smart City significa avviare una progettualità integrata e in grado di prendere in considerazione tutte le interconnessioni presenti, gli effetti successivi e i cambiamenti che si verificheranno nel tempo. Le città italiane hanno un vissuto e uno stato di fatto che non può essere ignorato, ma deve essere un punto di partenza per progetti su misura e specifici.
Al contrario, molto spesso, i progetti per la Smart City sono tra loro slegati e si attuano azioni puntuali e non sempre tra loro interconnesse, svincolandosi anche dalla specificità del luogo.
Questo approccio, dovuto anche alla complessità della stessa città e alla velocità con cui cambiano le cose, perde di efficacia e i risultati tardano ad arrivare. Grazie a IoT, sensori, Data Analysis, 5G e Intelligenza Artificiale, però, è possibile effettuare simulazioni, analizzare contesti complessi, monitorare cambiamenti, accelerare studi e così via.
È possibile elaborare dati in grandi quantità in poco tempo, acquisendo costantemente nuove informazioni ed effettuare stime precise anche relative al futuro. Questo significa pianificare e programmare in modo efficace, considerando tempi, effetti e vantaggi. Si possono migliorare la mobilità, le infrastrutture, coinvolgere i cittadini in modo interattivo, simulare ogni progetto, studiare fenomeni urbani di varia natura. Le possibilità sono davvero molte e, dato che la tecnologia è protagonista delle Smart City, i gemelli digitali urbani entrano a pieno titolo negli strumenti utili per lo sviluppo urbano intelligente.
