Dijital ikizler her yerde

Erdal Musoğlu Y
Dijital ikizler her yerde

Dijital ikiz (Digital Twin), bir cisim, makina ya da sistemin, onunla birlikte oluşturulan ve geliştirilen sayısal kopyasına verilen isim. Bir diğer değişle, dijital (sayısal, ya da sanal) ikiz, fiziksel dünya ile sürekli bağlantılı dinamik bilgisayar modelleri.

Örneğin bir aracın tasarım ve testlerinde kullanılan sayısal model, daha da geliştirilip, o araçlardaki çeşitli algılayıcılardan gelen bilgileri de işleyebiliyor ve aynı onlar gibi çalışarak bir dijital ikiz oluşturuyor.

Böylelikle araçların çalıştırılma ve bakımları en optimal, ekonomik ve güvenli olarak yapılacak, öngörüsel analiz (predictive analysis) yöntemleri ile olası arızalar önceden belirlenebilecek, hem de çeşitli dallardan uzmanlar, araca fiziksel olarak ulaşmalarına gerek kalmadan, bulundukları yerden, aynı sayısal ikizi (bilgisayar modelini) paylaşarak yepyeni türden ve çok daha etkin bir işbirliği yapabilecekler.


Fiziksel cisimlerin, makinaların, araçların, fabrikaların, iş süreçlerinin hatta bireylerin sayısal ikizleri, gerçek dünyanın giderek daha ayrıntılı bir sayısal gösterimini sağlayarak, yepyeni simülasyon, analiz ve kontrol olanakları sağlayacaklar.

Cisimlerin interneti

Bilindiği gibi, üç boyutlu (3D) tasarım ve modelleme günümüzde her alanda ve özellikle endüstride çok sık kullanılmakta. Üretimi yapılacak hemen her şey önce bilgisayarlarda tasarlanıyor, simüle ediliyor, çeşitli testler ve gereken değişiklikler bu modeller üzerinde yapılıyor. Ayrıca, söz konusu sayısal modeller dinamik yani hareketli. Örneğin bir kalbin modeli de atıyor, makinelerin modelleri onlar gibi çalışıyor, bir üretim zincirinin modeli iş akışını yansıtıyor.

Öte yandan özellikle mobil teknolojilerdeki gelişmeler ve akıllı telefonların hızla yaygınlaşarak milyarlarca adet üretilmeleri, bu aygıtlarda bolca kullanılan algılıyacıların da (sensors) çok gelişmesi ve ucuzlamasına yol açtı. Hemen bütün fiziksel büyüklükleri çok duyarlı biçimde ölçen bu algılayıcılar giderek her türlü cisme takılıyor ve çok az enerji kullanarak ölçümlerini kablosuz olarak internete aktarıyorlar.

Cisimlerin interneti (Internet of Things) adı verilen gelişme de bu yolla sağlanıyor.

Teknolojilerin etkileşimi

Sayısal ikizler birçok teknolojik gelişmeyle de etkileşim içindeler. Yukarıda sözünü ettiğimiz cisimlerin interneti sayesinde yaygınlaşan ve ucuzlayan kablosuz algılayıcılar (sensors) fiziksel dünyadan gelen verileri sayısal ikizlere aktarıyorlar.

Hızla gelişen sanal gerçeklilik ve artırılmış gerçeklilik (Virtual & augmented reality) teknolojileri, gerçek bir cismi sayısal ikizi ile çakışmış olarak görmemizi sağlıyorlar. Bu da o cisme, örneğin bir uçağın neresine bakılırsa oraya ilişkin tüm bilgileri, ölçümleri ve uyarıları göz önüne getiriyor, sayısal ikizin önerdiği bakım ya da onarımın yapımını yönlendiriyor. Sayısal fabrikalar (digital factories) ürünlerin sayısal ikizlerini sayısal fabrikalarda, planlanan süreçlere göre üretip, olası arızaların da simülasyonunu yapabiliyorlar.

Sayısal ikizler Endüstri 4.0’ın da olmazsa olmazı. Birbirleri ile iletişim halindeki akıllı sayısal fabrikalar, öncelikle üretecekleri cisimlerin sayısal ikizlerini paylaşacak, tüm tedarik zinciri ve üretim yöntem ve süreçleri onlar üzerinden simüle edilecekler. Fiziksel üretim ise ancak her şey sanal dünyada yerli yerine oturduğunda başlayacak. Bu da, günümüze göre büyük oranda maliyet azalması ve kalite artışı sağlayacak.

Uygulamalar başladı bile

Daha bugünden, ABD’de, Boeing ve Lockheed-Martin firmaları, alt yüklenicilerini üretimlerinin sayısal modellerini onlara vermekle yükümlü tutuyorlar. Tasarım ve üretim planlaması yanında testlerin de sanal ortamda yapılması, özellikle hava ve uzay (aerospace) endüstrisi için, üretimi hızlandırma ve masrafları kısma açılarından çok önemli.

Yine ABD de, General Electric, ‘Sayısal Rüzgar Çiftliği’ adını verdiği bir konsept üzerinde çalışıyor. Rüzgar jeneratörlerinin sayısal, modelleri fiziksel dünyadan gelen verilerle beslenerek, güç üretimi optimal düzeyde yapılıyor. Bu da %20 oranında bir verimlilik artışı sağlıyor. İngiltere’de Rolls Royce, ürettiği tüm uçak motorlarından sürekli olarak topladığı çalışma verilerini sayısal modelinde (motorların sayısal ikizinde) analiz ederek olası arızaları öngörebiliyor.

Fransa’da ise Dassault Systemes, uzun süredir, köprü, bina, araç gibi cisimlerin 3D modellemelerini yapmakta. Gerçek dünyadan gelen bilgiler bu modellere eklenip sayısal ikizler oluşturulduğunda, köprülerin rüzgar ve sıcaklık değişikliklerinde nasıl eğilip büküldükleri, binaların depremlerde nasıl sallandıkları, ya da araçların çarpışmalarda nasıl davrandıkları izlenilebiliyor. Böylece uzmanlar bunlardaki zayıf noktaları belirleyerek gerekli düzeltmeleri yapabiliyorlar.

Dassault şimdi bu bilgi ve deneyimini, insan vücudunun da sayısal ikizini yaparak, tıp alanına uygulamayı planlıyor. Tabii, bu iş hiç de kolay değil. Önce her organın ikizini oluşturmak gerekiyor. Firma ‘yaşayan kalp’ adını verdiği simülasyonu ile işe kalpten başlamış. İnceleme ve analizler böylece ‘in vivo’ (canlıda) değil ‘in silico’ (silikon temelli bilgisayarda) olarak yapılıyor! Daha da ileride ise elektronik sağlık kayıtlarımızın bizlerin sayısal ikizine dönüşeceği düşünülüyor.

Bizlerin sayısal ikizleri

Bizlerin sayısal ikizlerimizin, pek farkında olmasak da, oluşturulmakta olduğu bir diğer alan, tüketim sektörü. Gerçekten de, Google, Amazon ve Apple gibi firmalar, yıllardır, her birimizin tüketim profilini oluşturuyorlar. İnternette bıraktığımız tüm izler, ilgi ve uğraş alanlarımız, hangi cihazları nerelerde kullandığımız, kimlerle iletişimde olduğumuz, neleri ve kimleri takip ettiğimiz, tüm yazdıklarımız ve okuduklarımız, nerelere seyahat ettiğimiz, satın aldığımız kitap, müzik, video ve her türlü eşya, hepsi kaydedilip, saklanıp, analiz edilerek, çok ayrıntılı ve sürekli güncellenen bir profilimiz oluşturuluyor. Bu profiller de, bize iletilen reklamları, satın alma önerilerini vs belirliyor.

Böylesine kapsamlı bir tüketici profilinin dinamik bir sayısal modele dönüşmesi de yakında gerçekleşeceğe benziyor. Giderek hızlanan yaşamlarımızın, seçeceğimiz (ya da öyle olacağını umduğumuz!..) alanlarında, satın alma işlerini ve her türden etkileşimi sayısal ikizlerimiz yaparak bize hem zaman kazandıracaklar, hem de bu işleri aklımızdan çıkarmamızı sağlayacaklar. Üstelik ucuzlukları ve fırsatları da bizim için takip ederek... Tabii, böylesine gelişmiş ve güçlü sanal ikizlerimizin, bir de, isteğimiz dışında kullanımları konusu var, ama siber güvenlik alanının da onlara paralel gelişeceğini ummaktan başka seçeneğimiz yok gibi!

Erdal Musoğlu / emusoglu@gmail.com


Erdal Musoğlu