Il Digital Twin: digitale è reale

di Vincenzo Rampolla

Dati, software e algoritmi gli ingredienti del digital twin, gemelli virtuali. Affiancano la realtà fisica in vari ambiti: industria, ambiente, sanità, lavoro, con apertura allo spazio. È la realtà del digitale: tecnologia e previsione. Previsione soprattutto.

Origine del digital twin. Pensare al digital twin trasporta a una prima immagine nello spazio, ispirata dal film Apollo 13 del ‘95: servendosi di una perfetta copia della navicella spaziale, l’astronauta riproduce sulla Terra i suoi problemi nel Cosmo. Con una serie di manovre e sbagli trova la soluzione. Salva la missione. Un digital twin, il gemello digitale del veicolo spaziale, è la soluzione a pennello, senza copie difettose e senza un operatore che si cimenti a tentoni tra tentativi e passi falsi.

Un’altra immagine emerge da 2001: Odissea nello spazio, film del ’68 con un’AI inadatta e un gemello digitale dell’astronave che prevede l’avaria di un componente. Al gemello digitale non si chiede solo di reagire a una panne, ma di anticiparla usando il modello dell’astronave e i dati raccolti per prevedere i futuri comportamenti, in particolare i guasti: intervenire a tempo debito. La sua tecnologia è la chiave per esplorare le profondità dello spazio oltre l’orbita terrestre, iniziando dalla Luna. Non a caso Apollo 13 è stata una missione lunare reale, mentre 2001: Odissea nello spazio fu viaggio di esplorazione delle lune di Giove.

La tecnologia del digital twin. Ha radici in campo ingegneristico e progettuale, indica un programma su computer alimentato con dati derivati da un sistema reale. Tecnicamente, rappresenta perfettamente curve e immagini dello stato globale del gemello reale, aiutato da modelli 3D e grafici. Equivale a una sua centrale di controllo, sviluppata con un software che funziona anche senza il sistema controllato. Sul pianeta la tecnologia digital twin integrata con i rilievi satellitari è indispensabile per il monitoraggio di sistemi e ecosistemi terrestri. Integrando i dati raccolti al suolo o da satellite con i modelli numerici, può creare gemelli digitali di aree del Pianeta, zone coltivate, infrastrutture, laghi, fiumi, oceani. Con l’aggiunta di algoritmi AI, può fare previsioni sul futuro del sistema, con azioni preventive per migliorarne o influenzarne l’evoluzione. È strettamente legato alla digitalizzazione dei processi industriali, alla ricerca, allo studio di sistemi complessi con tecnologie digitali, al corpo umano per la conoscenza della vita e al pianeta Terra, riferito ai cambiamenti climatici.

Saper prevedere. Di recente il concetto di digital twin ha esteso il suo significato: è modello digitale integrale di un sistema reale, ovvero una sua rappresentazione virtuale, codificata sempre in un programma di computer che ne replica stato globale, componenti, interconnessioni e relativi cambiamenti. In che modo? Combinando dati, simulazioni e AI. Oggi il modello estenso del digital twin è uno strumento di elevata potenza, essendo in grado di prevedere, grazie alla potenza di calcolo e all’analisi dei dati disponibili nei super calcolatori o in cloud. Può calcolare modelli numerici molto complessi e risponde nel modo più coerente al bisogno di prevedere il comportamento di un sistema nelle diverse fasi e condizioni operative, che sia auto, aereo, nave, satellite, impianto industriale o corpo umano, fino all’intero Pianeta. Di più, può e deve prevedere. In ambito industriale la necessità del gemello virtuale è amplificata dalla crescente automatizzazione dei processi, dove tutto è gestito da sistemi di telerilevamento e le operazioni di riconfigurazione e manutenzione devono avvenire senza intervento umano. La disponibilità di un gemello virtuale ben progettato e capace di prevedere è basilare anche per anticipare l’effetto di un cambiamento di stato voluto o casuale e per evitare avarie, ridurre i costi di produzione e l’operatività con azioni preventive, addestrare operatori e fare valutazioni what if.

Nello spazio è una reale intelligenza, indispensabile per allungare la vita operativa delle missioni, ridurne i costi, programmare in modo accurato il decommissioning (smantellamento) e il deorbiting (rimozione dall’orbita), rimuovere i rifiuti spaziali. E se il satellite si guasta, perde il controllo, non può più essere pilotato e rischia di restare in orbita per un tempo indefinito? E se chi lo guida vuole tener duro fino in fondo, all’ultimo istante e centesimo? Un gemello digitale ben addestrato può consentire di anticipare il guasto per il minimo time slot richiesto per manovrarlo, fino a eliminarlo in extremis o rimuoverlo dalle orbite in essere.

Caratteristiche e componenti del digital twin virtuale. Elemento base è il software che elabora i dati e attiva le funzioni i cui valori replicano quelli caratteristici di ogni parte del sistema reale (posizione, temperatura, pressione...). Il software è un programma flessibile, usa modelli di tipo multi componente (motore, struttura, aria, acqua...) e multi scala (metalli, moduli, aereo finito, flotta di aerei…) valutati in coppia, con valori che si influenzano reciprocamente. Al software va aggiunta una funzione specifica per descrivere l’interno del sistema e garantire il sincronismo tra tutti i componenti (digital clocking). Per disporre di un reale e perfetto digital twin, deve garantire la sincronizzazione anche con i valori dei sensori installati nel gemello reale.

È una questione pratica, non teorica: senza sincronismo, come possiamo valutare il comportamento del sistema in condizioni che esulino dai dati raccolti e dalle altre condizioni al contorno? Come giustificare il digital twin che ha suggerito o peggio intrapreso un’azione diversa da quella prevista? Il problema è vitale nell’aerospazio, obbligati a certificare i velivoli, procedura che impone la riproducibilità del perfetto funzionamento del labirinto di sottosistemi che lo compongono.

Sapere prevedere. Esempi. I Big della Silicon Valley, protagonisti e timonieri dell’economia digitale stanno investendo alla grande per conquistare la leadership della tecnologia. Loro possono, hanno la materia prima - i dati - e sanno come farla fruttare. E l’investimento deve prevedere il software del digital twin del Pianeta da vendere a terzi su licenza, con la dote dei servizi di personalizzazione. Agricoltura 4.0, tutela dell’ambiente, gestione delle emergenze, servizi di geolocalizzazione e telecomunicazioni sono alcuni esempi d’impiego e i digital twin diventano indispensabili per le previsioni su tutte le scale temporali. Il mantra è: passare all’azione. Perché non trasformare in business i cambiamenti climatici, valutando costi e benefici di un investimento nel medio-lungo termine, dalla costruzione di immobili e infrastrutture al calcolo dei premi assicurativi?

Nella presente panoramica è enfatizzato il legame tra tecnologie digitali e spazio, inevitabile per coprire ogni angolo del Pianeta con un proprio segnale e per dare ampio risalto alla Space economy. Per questa, oltre al digital twin del Pianeta, è essenziale disporre del digital twin del Sole e della sua eliosfera; attraverso il vento solare, l’attività della stella influisce sull’intero sistema. Una tempesta solare imprevista e molto intensa può avere conseguenze catastrofiche sulle apparecchiature spaziali e un digital twin del Sole va realizzato con dati raccolti da osservatori, sonde e modelli della fisica solare. Perché non prevedere per tempo tali fenomeni e procedere? E simulare accuratamente il vento solare e sfruttarlo come fonte di energia? Assurdità?

La corsa al primato. È prevista un’analoga varietà di applicazioni nella sicurezza e per la difesa militare. Diviene un vincolo assimilare digitale e spazio a contesti strategici primari. La leadership nelle tecnologie digitali per lo spazio e dallo spazio si traduce in leadership industriale, economica e strategica che oggi giustifica la corsa di Governi e privati al primato nelle tecnologie digitali.

Un esempio rilevante. Già in posizione di avanguardia, IBM si schiera garante della sicurezza e ha sviluppato Guardium Data Security Centre per proteggere i dati nell’ intero ciclo di vita. Punto di partenza l’azienda. Guardium, piattaforma che prevede 4 categorie, obiettivo protezione dati aziendali critici dai rischi, attuali e futuri, grane inattese e pronte a intralciare. In primis l’obiettivo cardinale: operare, agire.

Scoprire i dati sensibili, AI e crittografia in tutti gli ambienti per creare un quadro completo dei rischi e guidare una protezione mirata.
Proteggere i dati sensibili in tutto il loro ciclo di vita: rilevare gli usi impropri, bloccare le minacce AI e modernizzare la crittografia per una protezione quantistica sicura.
Semplificare la conformità con workflow automatizzati, applicazione delle politiche di AI e reportistica in linea con GDPR, CCPA, PCI-DSS e altri (v. Consultazione).
Trasformare la sicurezza dei dati da reattiva (risponde agli eventi) a proattiva (anticipa gli eventi) e passare dagli avvisi all'azione, con una visione basata su rischio, su priorità alle minacce e a risposte integrate come il blocco degli accessi e la quarantena informatica (isolare anziché eliminare subito).

È l’agire di giusto livello: chiaro, preciso e senza ombre, da sostenere. Attivare digital twin per quello che è: il digitale reale. Seguendo i maestri.

Consultazione Fondazione Leonardo; Leonardo Space - Limes, 2021, n. 12 - Lo Spazio serve a farci la guerra; trend Micro; IBM report Gartner; Università La Sapienza Roma; ENEA magazine; B-Rex Competence Center; Amazon Wb Services: IBM Guardium GDPR – General Data Protecion Regulation; CCPA – California Consumer Privacy Act; PCI-DSS - Payment Card Industry – Data Security Standard)

Ultimo aggiornamento:04/05/2026 14:42:46