Digital twins: como essa tecnologia disruptiva pode ajudar o mercado

A criação e o uso de gêmeos virtuais, entre outras coisas, permite antecipar acontecimentos, reduzir custos e melhorar processos

Foto: Shutterstock

Os digital twins, ou gêmeos digitais, é uma das tecnologias disruptivas, parte do processo da transformação digital, que simula virtualmente as condições reais de um produto ou de um negócio com o objetivo de extrair informações e insights que permitam uma visão em tempo real da evolução do item “copiado”.

Na prática, um gêmeo digital é uma grande coleção de dados que representam um objeto físico que, quando analisados, podem ajudar a melhorar processos e respaldar tomadas de decisões pela gestão.

O conceito ganhou evidência no início dos anos 2000 pelo trabalho do engenheiro e cientista americano Michael Grieves, ex-consultor da NASA, a agência espacial dos Estados Unidos, mas começou a ser utilizado pelo mercado, na prática, há apenas alguns anos.

O potencial de expansão dos digital twins é significativo. Segundo uma previsão da ADS Reports – empresa de pesquisas dos Países Baixos – o mercado global desta tecnologia, avaliado em 2020 em US$ 3,1 bilhões, deve atingir US$ 48,2 bilhões até 2026, com uma taxa de crescimento anual de 58% no período.

Ao permitir uma visão antecipada do objeto físico espelhado virtualmente, o uso de gêmeos digitais reduz custos, garante a segurança de processos que envolvem risco, melhora a eficiência de produtos ou sistemas de produção e cria novas oportunidades de negócios.

Como funcionam os digital twins

Segundo o engenheiro Alexandre Nascimento, pesquisador da Universidade de Stanford dos temas computação quântica e inteligência artificial e professor da SingularityU Brazil, a tecnologia dos digital twins propõe a criação de uma representação digital que seja fiel a um dispositivo ou sistema que exista no mundo físico.

“Imagine uma plataforma marítima de petróleo que existe fisicamente, totalmente representada no mundo digital. Não se trata apenas de uma imagem, e sim da representação do seu funcionamento, propriedades físicas, dinâmica entre seus componentes e tudo mais que interessar para o objetivo de utilização do gêmeo digital”, exemplifica.

O engenheiro explica que é até possível a utilização de sensores para captar dados do comportamento do gêmeo físico e atualizar o estado do gêmeo digital, de forma que a representação virtual seja a mais fiel possível.

Alexandre Nascimento lembra que o conceito – ainda sem o nome atual – foi usado pela NASA durante a missão Apollo 13, que deveria ter pousado na lua, como retrata o filme com Tom Hanks. “Os engenheiros criaram um gêmeo digital da nave para poder avaliar e simular as condições a bordo da mesma. No entanto, somente em 1998, o termo digital twin foi utilizado pela primeira vez”, conta.

“É interessante apontar que a internet das coisas (IoT) se tornou um alavancador para o conceito, pois permitiu reduzir o custo e aumentar a facilidade de se conectar sensores que transmitem dados constantemente do gêmeo físico para o gêmeo digital”, diz Alexandre Nascimento.

Gêmeos digitais em uso no Brasil

O exemplo citado pelo engenheiro está atualmente em uso no Brasil na Petrobras. A empresa criou, em parceria com a petrolífera espanhola Repsol, um gêmeo digital da plataforma P-50, que opera na Bacia de Campos, no Rio de Janeiro.

Com sensores instalados na plataforma a empresa coleta dados de forma ininterrupta para alimentar o gêmeo digital que ainda recebe informações históricas e de outras fontes. Todo esse volume de conteúdo permite que a Petrobras entenda em tempo real o que acontece com a P-50 e possa se antecipar para evitar qualquer eventual problema na operação.

Segundo a estatal, o uso de digital twins em plataformas pode trazer ganhos de US$ 20 milhões por ano. A indústria do petróleo prevê que a tecnologia proporcione nas próximas décadas um faturamento de US$ 1,6 trilhão e 4% no fator de recuperação de um campo.

Além da Petrobras, a Vale também utiliza digital twins, segundo Alexandre Nascimento. A mineradora combina a tecnologia com inteligência artificial para a prevenção e controle de corrosão nas estruturas metálicas de suas plantas industriais.

“A tecnologia permite que avaliações e simulações de situações críticas e perigosas, que poderiam trazer prejuízos à vida ou financeiros, sejam realizadas sem riscos à integridade física”, explica o engenheiro.

“Pode-se também utilizar simulações de tempo acelerado, para antecipar o que vai acontecer com a entidade física em meses ou até anos. Daí, a partir do conhecimento dos potenciais desdobramentos, tomar decisões e ações para reduzir riscos de integridade física dos dispositivos, sistemas e seres humanos”, complementa.

Tecnologia pode ser utilizada em todos os setores

Não existem limites para o uso de digital twins. De acordo do Alexandre Nascimento, pesquisadores já estão criando gêmeos digitais de órgãos humanos, a partir de exames de imagem de pacientes.

A pessoa pode, por exemplo, ter uma representação digital do seu coração, de forma que a simulação, ao ser acelerada pelos médicos especialistas possa mostrar potenciais doenças, ou mesmo antecipar problemas e avaliar efeitos de tratamentos, dietas ou exercícios.

Avanços como estes serão fundamentais para a redução de custos e exponencialização da medicina personalizada, permitindo antecipar falhas e doenças nos órgãos ao mesmo tempo em que evitam exames invasivos e procedimentos em excesso, avalia o professor da SingularityU Brazil.

O setor de serviços também pode se beneficiar da tecnologia, com a criação de gêmeos digitais para atendimentos à distância. “A tecnologia permite que processos mais abstratos também tenham sua representação num gêmeo digital, permitindo aplicações no setor financeiro, inclusive o que facilita uma visão mais integrada e holística de diversos processos de negócio, e a simulação de políticas, intervenções e estratégias”, diz Alexandre Nascimento.

A criação de gêmeos digitais ainda pode ser aplicada em setores governamentais, facilitando a gestão e a criação de políticas públicas, aponta o engenheiro. Assim, modelos alimentados em tempo real sobre economia, ou mesmo pandemias e calamidades públicas, podem ser utilizados para simulações de atuações, otimização da alocação de recursos (quando combinados com Inteligência Artificial) e validação de políticas e intervenções.

O que esperar dos digital twins

Para Alexandre Nascimento, a evolução da tecnologia permitirá que, no futuro, ações que sejam tomadas no gêmeo digital sejam refletidas no gêmeo físico.

“Em situações de pandemia, como a que estamos vivendo, os funcionários que precisam interagir com máquinas em linhas de produção, não precisariam mais estar fisicamente presentes na planta, podendo trabalhar de suas residências, utilizando tecnologias imersivas como óculos de realidade virtual e outros dispositivos de feedback apático”, exemplifica.

A tecnologia, assim, deve servir para tornar ainda mais tênue a relação entre os mundos físico e virtual, como nos filmes de ficção científica, mudando não apenas os processos industriais e comerciais, mas o dia a dia das pessoas.


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