التوأم الرقمي والعالم الموازي.. ثورة جديدة في العلوم والابتكار

بقلم: د. أسامة سلام

باحث بالمركز القومي للمياه

خبير الموارد المائية بهيئة البيئة- أبوظبي

يشهد العالم اليوم تطوراً متسارعاً في مجال التكنولوجيا الرقمية، حيث باتت الحلول الرقمية تغزو مختلف جوانب حياتنا. ومن بين هذه الحلول، برز مفهوم “التوأم الرقمي” كأحد أهم التقنيات التي ستشكل مستقبلنا. فما هو التوأم الرقمي وما هي أهميته؟ وكيف يمكن أن يساهم في تطوير علوم البيئة والمياه والمجالات الأخرى؟ وما هو التوأم الرقمي؟

التوأم الرقمي هو تمثيل رقمي دقيق لكائن أو نظام أو عملية في العالم الحقيقي. يتم إنشاؤه من خلال جمع كميات هائلة من البيانات حول الكائن المستهدف وتحليلها لإنشاء نموذج رقمي متكامل. هذا النموذج الرقمي يمكن أن يكون ثلاثي الأبعاد، ويتضمن جميع التفاصيل والخصائص المهمة للكائن الأصلي. وليبسيط المفهوم يمكن إنشاء توأم رقمي لمصنع، حيث يتم تمثيل جميع الآلات والمعدات والعمليات داخل المصنع بشكل رقمي. هذا التمثيل الرقمي يمكن استخدامه لتحليل الأداء، وتوقع الأعطال، وتحسين العمليات.

مميزات وفوائد التوأم الرقمي

يتميز التوأم الرقمي بالعديد من المميزات والفوائد، حيث يمكن استخدام التوأم الرقمي لمحاكاة سيناريوهات مختلفة وتقييم نتائجها قبل تطبيقها في العالم الحقيقي، مما يساعد في اتخاذ قرارات أكثر دقة وفعالية. كما يمكنه تحديد نقاط الضعف في الأنظمة والعمليات، مما يسمح بتحسين الكفاءة وتقليل التكاليف.

سوف تستخد التوائم الرقمية لتطوير منتجات وخدمات جديدة، واختبارها في بيئة افتراضية قبل إطلاقها في السوق كما يمكن للتوائم الرقمية توقع الأعطال قبل حدوثها، مما يسمح بتنفيذ إجراءات الصيانة الوقائية وتجنب التوقف غير المخطط له. بالاضافة الا انه يمكن استخدام التوائم الرقمية لتدريب الموظفين على عمليات جديدة أو معقدة، مما يقلل من الوقت والجهد اللازمين للتدريب.

دور التوأم الرقمي في تطوير علوم البيئة والمياه

يلعب التوأم الرقمي دوراً حيوياً في تطوير علوم البيئة والمياه، حيث يمكن استخدامه في:
* محاكاة التغيرات المناخية لمنطقة معينة لمحاكاة تأثيرات التغيرات المناخية على البيئة والموارد المائية.
* إدارة الموارد المائية لتحسين إدارة الموارد المائية، مثل توزيع المياه وتقليل الهدر.
* تقييم جودة المياه وتحديد مصادر التلوث.
* تصميم الحلول البيئيةالمبتكرة، مثل نظم الصرف الصحي المستدامة.
* على الرغم من الفوائد الكبيرة للتوائم الرقمية، إلا أنها تواجه بعض التحديات، مثل الحاجة إلى كميات كبيرة من البيانات، وتكاليف إنشاء وصيانة التوائم الرقمية.
* من المتوقع أن يشهد مجال التوائم الرقمية تطوراً كبيراً في السنوات القادمة، مع ظهور تقنيات جديدة مثل الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي التي ستزيد من قدرات التوائم الرقمية
يعد التوأم الرقمي تقنية واعدة ستحدث ثورة في العديد من المجالات. من خلال توفير تمثيل رقمي دقيق للأنظمة والعمليات، يمكن للتوائم الرقمية تحسين اتخاذ القرارات، وزيادة الكفاءة، والابتكار. وفي مجال علوم البيئة والمياه، يمكن للتوائم الرقمية المساعدة في مواجهة التحديات البيئية وحماية الموارد المائية.