Cultura digitale: le avventure del gemello digitale

Si chiama lifelog ed è un settore di innovazione tecnologica in crescita che registra, memorizza e classifica ogni secondo della nostra vita. C’è un noi digitale, appunto un gemello digitale che si ricorderà e saprà molto di più rispetto a noi stessi.

All’ultimo Consumer Electronics Show (CES2020), in gennaio a Las Vegas, Samsung ha suscitato una leggera sensazione svelando Neon, i suoi prototipi full-size di gemelli digitali. Dico “leggera” perché per chi lo sa, il gemello digitale non è cosa veramente nuova, almeno da quando il concetto ha superato il suo apice nel ciclo dell’hype di Gartner del 2018, la stima annuale su cui la tecnologia o l’innovazione emergente sta ricevendo o perdendo attenzione. Forse anche la simulazione completa di persone reali sullo schermo poteva sembrare molto letterale, se non troppo. A questo progetto costoso e ingombrante, preferisco il suggerimento di Roberto Saracco, mio collega nel nostro gruppo di ricerca dell’IEEE, che il gemello digitale è già più o meno nei nostri smartphone. Aggiunge nel suo blog: «Personalmente sono convinto che oggi lo smartphone sia la piattaforma ideale per creare e ospitare un gemello digitale personale (e, tra l’altro, l’unico massivamente disponibile ed economico!)».

Allora, cos’è il gemello digitale?

Se il termine è accreditato al professor Michael Grieves che lo utilizzò per primo nel 2002, il concetto di duplicazione di macchine hardware in repliche digitali per monitorarne il funzionamento risale agli anni Sessanta per permettere ai ricercatori della NASA, nei primi tempi dell’esplorazione dello spazio, di seguire e gestire le navi spaziali nello spazio con un modello digitale sulla terra. Aveva senso per gli ingegneri che lavoravano alla stazione spaziale duplicare digitalmente e monitorare il funzionamento di macchine che erano fuori portata nella stratosfera. Dopo il suo nome, tuttavia, il concetto è rapidamente emigrato dalle preoccupazioni ingegneristiche per ispirare le repliche digitali di città, regioni e aree geografiche ancora più grandi per finire sulla scrivania di Roberto Viola, Direttore Generale della Dg Connect presso l’UE, come suggerimento per duplicare l’intera Unione Europea in digitale per tenere meglio traccia delle sue attività.

Dalla metà degli anni Venti, il concetto ha preso d’assalto il mondo degli affari. Aziende ben note come Oracle, Bosch, PTC, IBM, Microsoft, Cisco, Dassault e Siemens hanno adottato e venduto l’idea ad altre aziende. Il 18 maggio 2020 è stato lanciato un “Digital Twin Consortium” fondato da OMG (Object Management Group, una società commerciale senza scopo di lucro) che coinvolge co-fondatori come General Electric, Ansys, Autodesk, Dell e altri, per collaborare in diversi settori per imparare gli uni dagli altri e sviluppare e applicare le migliori pratiche. Secondo Chantal Polsonetti, portavoce dell’organizzazione, «questa nuova organizzazione associativa aperta porterà coerenza nel vocabolario, nell’architettura, nella sicurezza e nell’interoperabilità per aiutare a far progredire l’uso della tecnologia digitale gemella in molti settori, dall’aerospaziale alle risorse naturali». Anche le compagnie di assicurazione traggono vantaggio dallo sviluppo di gemelli digitali per valutare meglio il rischio nelle operazioni commerciali che assicurano. Un post anonimo del gruppo Insurspace Mapfre spiega con umorismo: «Piuttosto come i manichini nei test di sicurezza delle auto, i doppioni acrobatici per gli attori dei film d’azione, o ai vecchi tempi, gli assaggiatori di cibo per i reali, i doppioni nel mondo fisico hanno giocato un ruolo nella mitigazione del rischio in alcune aree molto specifiche. Nel mondo digitale, invece, le possibilità e le applicazioni sono infinite, e il loro utilizzo da parte delle aziende per migliorare le proprie performance finanziarie potrebbe essere illimitato». Grazie agli investimenti nei gemellaggi digitali, i gruppi assicurativi possono contare su una trasparenza in tempo reale sui beni assicurati, sulla riduzione del rischio e sull’innovazione del servizio al cliente.

​I gemelli digitali annunciano la rapida maturazione dell’economia intelligente. Come si osserva nel nostro libro bianco per IEEE del 2018 sui Symbiotic Autonomous Systems II: «I gemellaggi digitali sono già utilizzati nella progettazione, pianificazione, produzione, funzionamento, simulazione e previsione. Sono utilizzati anche nell’agricoltura, nei trasporti, nella sanità e nell’intrattenimento. Le applicazioni continueranno a crescere nel prossimo decennio». Sarebbe interessante studiare l’evoluzione di un meme così potente che alla fine raggiungerà la sua destinazione naturale, la persona umana. Infatti, aggiungiamo nella pagina seguente: «I Gemelli Digitali stanno diventando un aspetto chiave dei Sistemi Simbiotici Autonomi poiché permettono una simbiosi che abbraccia tutto il mondo degli atomi e del cyber-mondo. La simbiosi può essere stabilita tra un oggetto reale, compreso un essere umano, e il suo Gemello Digitale per far leva su quest’ultimo nel mondo cibernetico» (pp. 92 e 94).  

Il ponte del gemello digitale tra le smart cities, i sistemi intelligenti, l’apprendimento automatico (machine learning) e la persona umana, è stato logicamente attraversato da applicazioni sanitarie. Diverse aziende stanno sviluppando modelli digitali gemelli di organi umani, in particolare quello del cuore, che è tanto diverso per ogni persona quanto la sua impronta digitale, e ogni differenza conta per aiutare a prevenire l’arresto cardiaco. Siemens ha creato un neologismo Healthineers per designare il settore d’ingegneria medicale che sta a sviluppare modelli Digital Twin virtuali del cuore reale. A colpo d’occhio, questi modelli potrebbero sembrare la naturale evoluzione verso l’imaging radiologico e la diagnosi – rappresentazioni dettagliate degli organi dei pazienti.

Spiega Henk van Houten, Chief Technology Officer della Royal Phillips: «L’A.I. aiuta nella progettazione di gemelli digitali a tessere insieme i dati fisiologici degli organi per produrre un’immagine 3D. Questi ultimi possono poi essere modellati su un paziente specifico a partire dai loro parametri specifici. Siemens Healthineers addestra i suoi algoritmi su un enorme database con oltre 250 milioni di immagini annotate, rapporti e dati operativi. Ciò consente loro di progettare modelli cardiaci digitali basati sui dati dei pazienti con gli stessi parametri del paziente dato (dimensioni, frazione di eiezione, contrazione muscolare, ecc.). In questo modo, l’operatore è in grado di testare le terapie sul modello e di osservarne l’esito. Alla fine, si può selezionare la migliore terapia per questo specifico paziente».​

Lo Swedish Digital Twin Consortium mira ad applicare questo concetto per personalizzare la medicina, costruendo:

• modelli di rete di tutti i fattori molecolari, fenotipici e ambientali rilevanti per i meccanismi di malattia nei singoli pazienti (gemelli digitali);
• trattare computazionalmente quei gemelli con migliaia di farmaci al fine di identificare il migliore;
• trattare il paziente.

Ci sono molti sensori per il corpo umano grazie all’avvento della salute digitale. Gli Health Tracker permettono di raccogliere un numero qualsiasi di dispositivi per misurare i parametri della salute dalla testa ai piedi, all’interno e all’esterno. Ad esempio, la fascia per la testa Philips SmartSleep traccia il proprio sonno, la fascia toracica Polar H10 misura la frequenza cardiaca mentre il Fitbit Ionic tiene traccia dei passi e delle routine di corsa. Tutti questi dispositivi emettono dati che consentono di prendere decisioni informate. Aggiunge Roberto Saracco nel White Paper già citato: «I sensori indossabili, ambientali e a contatto/integrati (in quest’ordine) forniranno un monitoraggio continuo dei parametri fisiologici del nostro corpo e questi saranno abbinati, nel nostro gemello digitale, a quelli previsti (tenendo conto della situazione, del tipo di attività che stiamo svolgendo, dell’umore e naturalmente del nostro genoma). Qualsiasi deviazione farà scattare un’analisi per determinare la causa probabile e ulteriori test potranno essere attivati attraverso sensori già esistenti o attraverso procedure specifiche».

C​ome ho suggerito sopra, la logica evoluzione tecnologica e culturale del gemellaggio digitale porta allo sviluppo di quello che comincia ad essere considerato il Personal Digital Twin o PDT. L’8 aprile 2020 sono stato affiancato (non gemellato!) a Roberto Saracco in un webinar per IEEE (https://bit.ly/3aMtCKE ) su come i PDT potrebbero aiutare a tenere sotto controllo gli schemi di contagio durante l’attuale pandemia. L’idea di un gemello digitale completamente personalizzato è stata fatta circolare, e abbiamo sostenuto che alcune aziende come GE, Philips e Siemens ne stavano esplorando le possibilità. Attualmente, tuttavia, è evidente che non siamo ancora a quel punto. Siamo ancora lontani da una versione completamente digitalizzata di noi stessi. Ma le innovazioni stanno nascendo ovunque, stimolate dalla prospettiva di una strada completamente nuova non solo per la ricerca nel campo della salute, ma anche per un’enorme economia di simulazioni e applicazioni. Oggi ci sono non meno di 200.000 applicazioni per la salute e il fitness disponibili in qualche forma e articoli da indossare stanno nascendo qua e là. Ecco perché, in definitiva, lo smartphone è destinato a diventare il nostro primo tipo di PDT, una volta che tutti i dati raccolti da queste applicazioni saranno stati riuniti in modo coerente e razionalizzati. A confermare l’intuizione di Saracco è la seguente affermazione di Raman Chitkara (Borad Member della Xilinx and SiTime): «Gli smartphone diventeranno alla fine ‘gemelli digitali’ dei loro proprietari (…) I dispositivi più intelligenti sono sulla buona strada per ridefinire cosa significa essere ‘intelligenti’. Nei prossimi tre o cinque anni, la nuova generazione di dispositivi intelligenti AI/5G aumenterà ulteriormente la nostra dipendenza da loro, in quanto diventeranno essenzialmente i nostri gemelli digitali».

Ma, in fin dei conti, poco importa come sarà il nostro gemello digitale personale. Conta molto di più che cosa contiene e che cosa può fare per ognuno di noi. Quello che immagino è l’orchestrazione di tutti i dati che lasciamo online nei social media, sui motori di ricerca, nei modelli di acquisto, nei viaggi e in altre attività simili combinate con il nostro lifelog, cioè un settore di innovazione tecnologica in crescita che registra, memorizza e classifica ogni secondo della nostra vita. Il nostro gemello digitale personale si ricorderà e saprà molto di più su di noi rispetto a noi stessi. Avrà accesso ai migliori strumenti di analisi dei dati disponibili e alla memoria globale fornita da Google, Wikipedia e altri database ovunque. La vera domanda che voglio lasciare al lettore è la seguente: quando questo accadrà, chi deciderà e gestirà la nostra vita per noi? Sarà ancora quell’oscuro centro decisionale che nascondiamo da qualche parte nel nostro corpo o nella nostra mente? O sarà questa proiezione esterna di noi stessi che già si chiama nostro personale gemello digitale?

​Articolo pubblicato su Changes Magazine – Intelligent Economy​