デジタルツインは現実世界の物体を仮想モデル化したもので、メタバースへの足がかりでもあります。
物体や環境がよりよく機能する方法を探る実験に使われ、その改善策は現実世界に適用されます。
今 दशकの主要産業におけるデジタルツイン市場は、製造、自動車、航空を中心に10倍に拡大すると予測されています。
デジタルツインは都市計画にも影響を与え、世界の巨大都市が持続可能で低炭素な暮らしを目指す取り組みを支えています。
1949年、かつてワニ猟師だった経済学者のビル・フィリップスは、英国経済の動きを模擬する機械を作りました。高さ2メートルのこの装置は、パイプ、バルブ、タンク、ポンプ、水を使って、さまざまな経済変数をモデル化しました。バルブを開閉すると水の流れが変わり、たとえば金利の上昇が貯蓄や投資にどのような影響を与えるかを示しました。フィリップスの機械は、大学だけでなく世界中の大企業にもすぐに導入されました。
いわば、「モニアック」は現代のデジタルツイン技術のアナログ時代の先駆けでした。
デジタルツインとは？
デジタルツインは、物理的な物体やシステムを再現する数学的モデルです。工場や発電所、さらにはスキーリゾートなど、さまざまなものが対象になります。
現実世界の物体の上や周囲に設置されたさまざまなセンサーが、その性能の各側面に関するデータを記録します。エネルギー出力、温度、気象条件など、関連性があり記録可能な情報が含まれます。
人工知能（AI）と機械学習を活用することで、デジタルツインは性能上の問題を分析したり、フィリップスのモニアックと同様に仮想の「もしも」のシミュレーションを実行したりできます。そのデータや知見は、その後、現実世界の物体に適用できます。
従来のシミュレーションとの大きな違いは、デジタルツインがモデリングにリアルタイムデータを使う点です。これにより、建物、ジェットエンジン、製造拠点のように、規模が大きいため現実の実験が難しい物体やプロジェクトを使った実験が可能になります。
2020年代半ばまでに、製造業におけるデジタルツインの世界市場だけで60億ドルを超えると予想されています。Statistaのデータによると、これは2020年から10倍以上の増加です。
自動車と航空の各分野でも、こうした仮想レプリカの導入が進んでいます。エネルギー、医療、物流、小売の各業界でも、同程度の規模でデジタルツインの利用が拡大すると予想されています。
社会に役立つテクノロジー
デジタルツイン技術はすでに、工場の効率と生産性の向上に役立っており、風力タービンやその他の発電設備にも活用されています。自動車メーカーはこの技術を用いて車両設計を改善し、工場の操業を効率化しています。
デジタルモデリングは、COVID-19パンデミック中の米国におけるワクチン工場の設計と建設も加速させました。この技術を使って既存工場のレイアウトを記録・分析し、得られた知見によって新施設の設計や作業工程が改善されました。
農業では、特にトウモロコシ、大豆、小麦などの主要作物の収量を増やすため、AIの活用が広がっています。農場管理会社CropXは、デジタルツイン技術を使って、さらに一歩進めました。
同社のシステムはセンサーを使い、土壌や作物の状態に加えて気象状況も監視します。こうしたデータは農業従事者向けのデジタル分析・計画ツールに取り込まれ、収量を最大化するため、より多くの情報に基づいた意思決定を可能にします。
国連が、食用作物が干ばつによる脅威にさらされるケースが増えているほか、さまざまな自然現象も脅威となっていると警告するなか、こうしたソリューションは、増加する世界人口の食料安全保障を確保するうえで重要になる可能性があります。
スマートシティ
デジタルツインは、都市全体を対象とする規模にまで拡張できます。
米フロリダ州オーランド市は、3Dでデジタル再現されましたとブルームバーグは報じています。この仮想モデルは、さまざまな都市計画プロジェクトが環境や住民にどのような影響を与えるかをシミュレーションするために使われます。米国の他の都市ではすでに、交通管理や排出量削減にこの技術が利用されています。
デジタルツインを最も先進的に活用している国の一つがシンガポールです。同国の3D仮想モデルは、地上や上空から撮影した数百万枚の画像で構成されています。対応するデータポイントとともに、樹木の被覆や都市インフラから個々の建物の屋根、外壁、窓に至るまで、100テラバイトを超えるデータが含まれています。これにより、新たな開発や計画を非常に高い精度でモデル化できます。
ブルームバーグによると、デジタルツイン技術は、持続可能性の実現と気温上昇への対策をめぐるシンガポールの取り組みで、重要な役割を果たすと期待されています。
米コロラド州では、消防当局がグラフィックス企業Nvidiaの3Dデジタルツインを活用し、山火事の広がりを可視化して調査することで、予防を改善し、より効果的な消火活動に役立てています。
人間のデジタルツイン
3Dモデルの普及に伴い、デジタルツイン技術はメタバースに向けて急速に進化しています。メタバースは、人々が働き、交流し、買い物ができる仮想世界の創造を目指しています。
どのようなデジタル世界にもデジタル上の人々が必要です。工場や発電所に仮想のツインが存在し得るのと同じように、人間にもデジタルツインを作ることができます。それは単なるアバターをはるかに超えるものです。
医療を受ける患者のデジタルツインは、本人がさまざまな健康指標を追跡するのに役立つ可能性があります。また、人間のデジタルツインは、都市交通や社会サービスにおける新たな施策の影響をシミュレーションすることで、最も効果的な方法を見極めるのにも役立つ可能性があります。
しかし、デジタルツインからメタバースへの進化に大きな疑問符を投げかけているのが、それに伴う環境への影響です。高性能なデータの保存と処理には多くのエネルギーが必要だからです。たとえば、ビットコイン市場の拡大に伴うエネルギー需要の増加が挙げられます。メタバースにどれほどの電力が必要となるのか、そして環境にどのような影響を及ぼすのかは、発展が進むにつれて初めて明らかになるでしょう。
世界経済フォーラムは、テクノロジーとイノベーションのテーマの一環として、デジタルツインとメタバースについて議論します。議論は、ダボスでの年次総会2022で行われます。
