Los “gemelos digitales” o réplicas virtuales recrean objetos o procesos imitando el comportamiento de sus homólogos reales. Surgen de la necesidad de realizar simulaciones avanzadas de sistemas complejos para minimizar riesgos y mejorar el rendimiento. La réplica virtual contiene toda la información del sistema físico real, a modo de espejo.

El concepto se remonta a los trabajos de emulación del funcionamiento de naves espaciales y equipamientos que realizaba la NASA para diseñar, en tierra, respuestas en el espacio exterior frente a determinados sucesos, asegurando la viabilidad de las misiones y la seguridad de los astronautas. Hoy en día, los avances tecnológicos en Big Data, internet de las cosas y sensorización, unidos a potencias de cálculo muy superiores y modelos matemáticos complejos, hacen viable alimentar estos equivalentes digitales.

En el sector sanitario, la creación de un gemelo digital de un hospital permite simular, en tiempo real, los flujos de trabajo de los procesos asistenciales y los sistemas de monitorización de la salud de los pacientes. Ello permite, por ejemplo, optimizar los tiempos de espera en urgencias y mejorar el “itinerario” de los pacientes, disminuyendo los costes operativos y mejorando la experiencia de los usuarios.

Desde la perspectiva del tratamiento médico, iniciativas rompedoras como DigiTwins (www.digitwins.org) buscan que cada ciudadano europeo tenga un homólogo digital con sus datos de salud a lo largo de la vida, para identificar las mejores intervenciones preventivas y terapéuticas.

En otros ámbitos, la división aeroespacial de Rolls-Royce simula virtualmente el funcionamiento del ventilador de los motores para reducir los tiempos y costes de desarrollo, así como la cantidad de motores físicos que se deben probar, reduciendo el enorme gasto que suponen las pruebas reales fallidas.

La brasileña Stara usa gemelos digitales de sus tractores, a los que alimenta de datos reales procedentes de las actividades agrícolas. Así, es capaz de prevenir de forma dinámica el mal funcionamiento de los vehículos para mejorar los diseños y optimizar las condiciones para sembrar cultivos y elevar el rendimiento de las explotaciones, reduciendo la cantidad de semillas y fertilizantes.

La startup norteamericana Zoox trabaja en el desarrollo de un vehículo completamente autónomo apoyándose en gemelos digitales de entornos de prueba realistas. La compañía “entrena” el software del vehículo en recreaciones virtuales muy detalladas de ciudades, en las que programan todo tipo de sucesos relacionados con el tráfico y la movilidad urbana.

La francesa Dassault Systèmes ofrece el servicio “3DEXPERIENCity” para hacer simulaciones detalladas de entornos a gran escala, como el gemelo digital de la ciudad de Singapur, que incluye datos espaciales, topológicos y ambientales del contexto urbano para explorar el impacto de proyectos urbanos, contingencias ambientales o la gestión de desastres.