Gemelos digitales: pasado, presente y futuro simulado en un ordenador

¿Y si pudiéramos anticiparnos a lo que está a punto de pasar o incluso fuéramos capaces de predecir todos los distintos desenlaces posibles que surgen al cambiar detalles del presente? Eso es lo que prometen los ‘digital twins’, cuyo potencial para luchar contra la emergencia climática, mejorar la salud o aumentar la eficiencia de la industria ya ha seducido al mundo. La UE aspira a tener un gemelo digital del planeta para 2030.

Aunque parezca azar, si pudiéramos medir cada parámetro involucrado al tirar una moneda al aire, seríamos bastante capaces de predecir su resultado. Y si esto es cierto para la cara y la cruz, también lo es para prácticamente todo lo demás. Así funciona la premisa de The Rehearsal (Los ensayos), en la que el cómico Nathan Fielder se dedica a replicar situaciones difíciles para averiguar todos los posibles desenlaces e intentar conseguir el que más le interesa. Nada de ejercicios teóricos, no, él ensaya de verdad. El programa construye escenarios idénticos a aquellos en los que van a suceder las cosas, contrata a actores que estudian a sus homólogos reales para indagar en sus posibles reacciones e incluso tira de niños y bebés para simular la experiencia de la maternidad.

La realidad duplicada para poder experimentar con ella. Parece una idea loca, sobre todo cuando se ve a los técnicos sacando a un bebé por la ventana y cambiándolo por otro para que ninguno supere el límite de horas de trabajo infantil permitidas. Pero el potencial de intentar controlar el futuro a base de simulaciones es tan real que ha dado lugar a una corriente tecnológica con nombre propio: los gemelos digitales o digital twins, réplicas a base de ceros y unos que intentan representar, monitorizar y predecir el comportamiento del objeto, proceso e infraestructura real que representan.

A diferencia de la nula base científica con la que trabajan los estafadores de la videncia, el funcionamiento de los gemelos digitales a base de datos, patrones y estadísticas los convierte en una herramienta perfecta para intentar predecir el futuro. “En este mundo cada vez más competitivo, la intuición ya no basta, hay que aumentar el nivel de detalle para hacerlo mejor, y lo que precisamente aportan los gemelos digitales es un mayor control de negocio”, explica el IT Manager de Hiberus especializado en digital twins industriales Alejandro Giménez.

Es decir, que mientras los gemelos humanos son entes similares que se comportan de forma diferente y con autonomía propia, los digitales actúan justo al contrario: aspiran a ser una copia exacta que acciona y reacciona de la misma manera que lo haría su homólogo del mundo físico. Y, del mismo modo que hay parejas de hermanos idénticos imposibles de distinguir mientras que otras son más diferentes, los digital twins pueden adoptar multitud formas y funciones.

“Actualmente existen cuatro niveles de gemelos digitales de acuerdo con sus capacidades: el descriptivo, el informativo, el predictivo y el integrado”, detalla Giménez. Bajo este esquema, los tristísimos avatares que ofrece Meta podrían caer en el primer nivel, pues no hacen más que describir a una persona, y ni siquiera lo hacen demasiado bien. Serían como una foto, una imagen estática que muestra las características de algo en un momento determinado y pare de contar. La magia de los digital twins empieza a medida que se avanza por sus distintos niveles.

“Los gemelos digitales representativos existen desde hace años en forma de videojuegos, la clave para que sean útiles reside en que reaccionen igual que sus homólogos físicos en tiempo real, ese es el aspiracional de la industria”, detalla Giménez. De hecho, ni si quiera hace falta que sean una réplica virtual del ente a gemelizar, ya que, según su complejidad y profundidad, en muchos casos el digital twin consiste en un panel de mando con datos de entrada y salida.

En el caso de los gemelos informativos del segundo nivel, la clave está en la incorporación de datos en tiempo real del ente. Es decir, si hablamos por ejemplo del gemelo digital informativo de un horno, este informaría de si el aparato está apagado o encendido y, en tal caso, qué programa está usando y cuál es su temperatura interior. Sigue siendo una foto, pero cambia a cada momento para reflejar siempre el presente.

Luego están los predictivos que, además de incorporar la información en tiempo real mantienen un registro histórico de ella que les permite anticipar determinadas situaciones conocidas. Por ejemplo, en el caso del horno, si el sistema detectó en algún momento que la máquina falla cuando su temperatura supera los 220 °C gracias a tecnologías como la inteligencia artificial, el gemelo podría lanzar una alerta de riesgo cuando identifique que la temperatura de su hermano físico ha alcanzado los 210 °C para intentar prevenir un nuevo problema. Aquí, la información del pasado combinada con la situación presente permite adelantarse ligeramente al futuro.

Por último, llegamos al modelo integrado, cuyo nivel de profundidad, complejidad y parámetros detallados convertirían al gemelo digital en una especie de bola de cristal capaz de predecir situaciones nunca vistas bajo el esquema what if..? o ¿qué pasaría si…? En él, tendríamos monitorizadas y categorizadas tantas métricas sobre nuestro horno que podríamos preguntarle a su gemelo cómo se comportaría si le subiéramos la temperatura hasta los 500 °C, y este lo sabría, aunque nunca antes se hubiera visto en una situación parecida.

ORDENAR EL CAOS

En vista de este potencial adivinatorio, no es de extrañar que, “según Google Trends, en los últimos 5 años, el número de búsquedas sobre el tema hayan aumentado un 400%”, afirma un informe del Centro de Investigación de Fabricación Avanzada de la Universidad de Sheffield (Reino Unido) publicado en 2020. Y, desde entonces, la cifra probablemente no haya hecho más que crecer. El año pasado Gartner estimó que para 2031 el mercado global de los digital twins alcanzará los 183.000 millones de dólares de ingresos.

Un año antes de esa fecha, la Unión Europa planea tener ya lista “una réplica ‘completa’ de la Tierra” a través de su proyecto Destination Earth. Según su web, la iniciativa “tiene como objetivo desarrollar, a escala global, un modelo digital altamente preciso de la Tierra para monitorizar y predecir la interacción entre los fenómenos naturales y las actividades humanas”. Pero como todavía falta mucho para eso y la tarea tendrá una dimensión tan amplia como el propio planeta al que aspira a representar virtualmente, mejor quedémonos en las cosas que están pasando ahora mismo.

Mientras que Destinaton Earth se centrará en la emergencia climática, “los gemelos digitales aplican a todas las industrias”, afirma Giménez. Si el planeta humano puede digitalizarse, no cabe duda de que cualquier fábrica, proceso industrial, cadena de suministro y canal de ventas, también. Además de su trabajo para predecir el comportamiento de un vehículo eléctrico, identificar técnicas de fabricación más eficientes y simular el comportamiento de una red eléctrica inteligente, entre otros muchos, destaca una iniciativa del Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa y la Universidad de Zaragoza para crear gemelos digitales del corazón de pacientes con miocardiopatías e infartos.

El objetivo consiste en encontrar señales que ayuden a tratar las dolencias y a predecir y prevenir futuros episodios. No obstante, a pesar del creciente interés de la industria, Giménez advierte que “todavía queda mucho camino por recorrer”. En primer lugar, para monitorizar cada parámetro de un objeto o proceso en tiempo real primero es necesario sensorizarlo de alguna forma para poder ir recogiendo los datos en cada momento. Y antes de sensorizar es necesario definir con precisión dichos parámetros.

Giménez detalla: “Para poder predecir, primero hay que cruzar todos los procesos involucrados. Por ejemplo, si quiero predecir cuánto voy a engordar no me basta con analizar sólo qué desayuno, ya que la obesidad es un fenómeno multifactorial. En el caso del corazón tendrán que simular en gran nivel de detalle todos los movimientos que hace, las señales implicadas, los factores genéticos, el flujo sanguíneo… Les estará costando muchísimo y aun así les faltará un montón para saber cómo reaccionará o cuándo van a sufrir una taquicardia, es decir, las situaciones de la vida real que son las que interesan”.

En su opinión, “el estado actual de madurez todavía está muy lejos de los modelos integrados y hay muchos sectores con mucho margen de mejora”, y añade: “Falta mucho trabajo para que los gemelos digitales reflejen realmente cómo están las cosas y cómo van a funcionar. A veces llego a una empresa interesada en hacerse uno y resulta que no tiene datos para trabajar”. Sin embargo, celebra que, además del cada vez mayor interés por la tecnología, “Europa está dando muchas subvenciones que podrían ayudar”.

Eso sí, no se moleste en buscar las ayudas bajo este término. “En cuanto a tecnología, los gemelos digitales incluyen muchísimas cosas: inteligencia artificial, IoT, gobierno de datos… por eso la UE está dando ayudas específicas para sensorización, fomento de la eficiencia energética e implantación de inteligencia artificial”, detalla Giménez. Eso sí, a diferencia de Europa, parece que España sí ha visto el beneficio de financiarlos de forma directa, como demuestra que la iniciativa RETECH del Gobierno sí sea un proyecto “específico para digital twins”, añade.

Puede que este sea el embrión que hace falta para que empiecen a nacer todos los gemelos digitales que necesitamos para construir un mundo mejor y, tal vez, obrar milagros como anticiparnos a una futura pandemia y prevenir todos los ataques al corazón sin tener que recurrir a pseudociencias ni limitarnos a quedarnos sentados esperando a que las cosas pasen. Los datos están ahí y solo es cuestión de organizarlos y ponerlos a trabajar. Ya lo dijo El hombre duplicado de Saramago, al fin y al cabo, “el caos es un orden por descifrar”.

Sobre la firma

Marta del Amo

Periodista tecnológica con base en ciencias. Coordinadora editorial de 'Retina'. Más de 12 años de experiencia en medios nacionales e internacionales como la edición en español de 'MIT Technology Review', 'Público', 'Muy Interesante' y 'El Español'.

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