Olemme parhaillaan toteuttamassa Smart City Digital Twin -projektia (SCDT) yhdessä Gdanskin, Wroclawin ja Vilnan kanssa. Projektissa etsitään tapoja kehittää kaupunkeja digitaalisten kaksosten avulla. Mikä tämä kaksonen on?
Ensimmäinen digitaalinen kaksonen näki päivänvalon NASAn Apollo-ohjelmassa 1960-luvulla. NASA halusi ”elävän digitaalisen kopion” Apollo 13:n räjähdyksen syyn selvittämiseksi. Tavoitteena oli malli, jolla voitaisiin simuloida kapselin toimintaa. Tämä onnistui hyvin ja johti nopeaan digitaalisten kaksosten kehittämiseen. Selvisi, että digitaalista kaksosilla voitiin kustannustehokkaasti ratkaista ongelmia sekä testata ja simuloida erilaisia käyttöominaisuuksia kustannustehokkaammin kuin ennen.
Kaksosia on neljää erilaista. Komponenttien kaksoset ovat yksikertaisimmat ja näitä kokoamalla luodaan laitekaksosia. Laitekaksosista luodaan järjestelmiä ja järjestelmistä prosesseja. Voidaan luonnollisesti ajatella suurempiakin kokonaisuuksia, kuten esimerkiksi kokonaisia kaupunkeja. Nämä ovat luonnollisesti erittäin monimutkaisia. Paljon puhuttu metaversumi yhdistetään usein kaksosiin.
Kaupunkiympäristössä digitaalisia kaksosia löydetään esimerkiksi talojen energian optimoinnissa. BIM:llä (Building Information Modelling) luodaan virtuaaliset mallit rakenteista, huoneista ja muuta tietoa, joita voidaan kaksosessa yhdistää esimerkiksi lämmön tuoton, lämmön talteenottojärjestelmien, ulkoilman antureiden ja sääennusteisiin. Näillä tiedoilla voidaan selvittää vaikutusta sisällä olevaan lämpötilaan. Digitaalinen kaksonen säätää automaattisesti lämmöntuoton kaikkien parametrien avulla. Mallia voidaan visualisoida 3D-mallilla, jolla on helppo havainnoida, miten lämmitys muuttuu, löytyykö poikkeamia ja varoittaa käyttäjiä poikkeamista. Kun kaikki talot kytketään isompaan kaupunkikaksoseen, voidaan esimerkiksi optimoida energian tuottoa ja siirtoa.
Kaupunkiympäristöjen kehittäminen digitaalisilla kaksosilla on erittäin laaja käsite. Mielenkiintoisia näkökulmia syntyy, kun kaupungit sopivat yhteisistä datan rakenteista. Voidaan esimerkiksi luoda riippumattomia keskenään vaihdettavia ohjelmistoja, ohjemistokomponentteja, jotka toimivat yhtenäisesti. Tällä tavalla luodaan erinäinen ”standardi”. Esimerkiksi puolalainen tai liettualainen matkailija voi käyttää Suomessa luotua matkailuapia, jolla hän kytkeytyy Vilnan dataan ja siellä yhdistää itselleen kiinnostavia paikallisia teatteri-, juna-, bussi- ym. palveluja. Voidaan ajatella, että matkailija on anonyymina tietokannassa ja hän voi itse päättää mille palveluille hän antaa luvan käyttää omia tietojaan. Hän voi tällä tavalla kytkeytyä vain hänelle kiinnostaviin palveluihin sinä hetkenä, kun hän haluaa nähdä niitä.
Smart City Digital Twin -työpajoissa Gdanskissa, Gdyniassa ja Vilnassa olemme projektissa yhdessä yritysten ja kaupunkien kanssa selvittäneet, mitä voisi tulevaisuudessa olla mahdollista. Suomessa järjestettiin työpaja Turussa 31.10.
Projektisivulta löytyy lisää tietoa: https://turkubusinessregion.com/en/projects/smart-city-digital-twin
Teksti: Michael Lindholm
Kuva: Turku Science Park
2023 on TIVIAn 70-vuotisjuhlavuosi
#TIVIA70
TIVIA Newsin artikkelit julkaistaan myös digitaalisina versioina TIVIAn verkkosivustolla, jossa ne ovat myös vapaasti luettavissa. Lisäksi TIVIA Newsin digitaalinen näköislehti on vapaasti luettavissa TIVIAn verkkosivustolla