परिचय
कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) का डिजिटल ट्विन्स पर व्यापक प्रभाव पड़ेगा, जिसके परिणामस्वरूप बड़ी संख्या में औद्योगिक प्रक्रियाओं में सुधार होगा। यह परिवर्तनकारी प्रभाव डिजिटल ट्विन्स के रूपांतरण के कारण होगा। डिजिटल ट्विन्स का उपयोग, जो वर्तमान में उपयोग में आने वाले अनुप्रयोगों के उपयोग को बेहतर और तेज कर सकता है, कृत्रिम बुद्धिमत्ता द्वारा काफी सुगम बनाया गया है, जो एक प्रमुख सहायक कारक है। इसके अतिरिक्त, कृत्रिम बुद्धिमत्ता डेवलपर्स के लिए भविष्य में अद्वितीय अनुप्रयोग बनाना संभव बनाएगी, जिनके बारे में उन्होंने अभी सोचा भी नहीं होगा। कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग उन जटिल प्रणालियों की प्रतिकृति बनाने में अनेक लाभ प्रदान करता है जो शहरों जैसी हैं और जिनमें लाखों अलग-अलग गतिशील भाग शामिल हैं। शहरी गतिविधियों और नेटवर्क पर विचार करते समय, डिजिटल ट्विन्स त्रि-आयामी ब्लूप्रिंट के रूप में कार्य करते हैं जो डिजाइन या परिचालन समस्याओं को ठीक करने और नई आवश्यकताओं को शामिल करने के लिए त्वरित परिवर्तन करने की अनुमति देते हैं। इसके अतिरिक्त, डिजिटल ट्विन्स नई उत्पन्न होने वाली आवश्यकताओं को शामिल करना संभव बनाते हैं।
चित्रण की सटीकता, संशोधनों को करने की गति और उपयोगकर्ताओं द्वारा अक्सर छिपी हुई त्रुटियों को सहज रूप से पहचानने की क्षमता, ये वे गुण हैं जो इन डिजिटल ट्विन्स को क्रांतिकारी बदलाव लाने में सक्षम बनाते हैं। हाल के समय में, हमने रोबोटिक्स, एक्सटेंडेड रियलिटी (एक्सआर) और सामान्य रूप से पारस्परिक तकनीकों के बढ़ते नेटवर्क के एक घटक के रूप में कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) के उपयोग में उल्लेखनीय वृद्धि के कई तरीकों पर शोध किया है। इसके अलावा, डिजिटल ट्विन्स को बेहतर बनाने के उद्देश्य से कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग एक विशेष रूप से शक्तिशाली संयोजन है, जैसा कि आगे दिए गए उदाहरणों से स्पष्ट होता है।
एक ऐसी प्रक्रिया जो त्वरित होने के साथ-साथ अपने डिजाइन में भी बेहतर है।
कृत्रिम बुद्धिमत्ता से लैस डिजिटल ट्विन का उपयोग करने वाले उपयोगकर्ता बड़ी मात्रा में डेटा को आसानी से शामिल कर सकते हैं, डिज़ाइन की विशेषताओं का मूल्यांकन कर सकते हैं और उत्पाद के डिज़ाइन और कार्यक्षमता के लिए बदलती या प्रतिस्पर्धी आवश्यकताओं के जवाब में संशोधन के लिए सुझाव दे सकते हैं। उदाहरण के लिए, कृत्रिम बुद्धिमत्ता से लैस डिजिटल ट्विन पर्यावरणीय मुद्दों पर ध्यान केंद्रित करके, जैसे कार्बन फुटप्रिंट को कम करना, या बुनियादी ढांचा प्रणालियों के परिचालन भागों को ध्यान में रखकर दक्षता में सुधार करके डिज़ाइन को बेहतर बना सकते हैं। ये दोनों दृष्टिकोण इस बात के उदाहरण हैं कि डिजिटल ट्विन का उपयोग डिज़ाइन को बेहतर बनाने के लिए कैसे किया जा सकता है।
कृत्रिम बुद्धिमत्ता और डिजिटल ट्विन्स का संयोजन डिजाइन प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है, जो डिजाइन प्रक्रिया का मूल आधार है। संभव है कि मालिकों और संचालकों को इंजीनियरिंग संगठनों के सामने सभी कार्यात्मक आवश्यकताओं को प्रस्तुत करने में कठिनाई हो। इसका कारण यह है कि कई निर्माण समस्याओं के लिए विशेषज्ञता के साथ-साथ उपलब्ध सामग्रियों और प्रक्रियाओं का ज्ञान भी आवश्यक होता है। इनमें से कई विधियाँ और सामग्रियाँ आसानी से उपलब्ध हैं, यही इसका एक कारण है। कई बार, इंजीनियरिंग संगठनों को अपने ग्राहकों के सामने चिंताओं को ठीक से व्यक्त करने या विभिन्न डिजाइन विकल्पों के बीच के अंतर को समझाने में कठिनाई हो सकती है। यह उनके लिए एक चुनौती हो सकती है।
बेंटले सिस्टम्स के मुख्य कार्यकारी अधिकारी
डिजिटल ट्विन्स की सहज प्रकृति उन्हें पूरी टीम के लिए परिवर्तनों और चुनौतियों की कल्पना करने में सक्षम बनाती है। यह क्षमता डिजिटल ट्विन्स को एक अमूल्य संपत्ति बनाती है। नई जानकारी और परिवर्तनों को शीघ्रता से आत्मसात करने की क्षमता के अलावा, कृत्रिम बुद्धिमत्ता यह जानकारी भी प्रदान कर सकती है कि बुनियादी ढांचे के घटक मौजूदा नेटवर्क में कैसे एकीकृत होंगे, साथ ही इन नेटवर्क में किए गए संशोधनों से शहरी वातावरण की गतिशीलता पर एक निश्चित समयावधि में क्या प्रभाव पड़ेगा।
बेंटले सिस्टम्स के मुख्य कार्यकारी अधिकारी निकोलस क्यूमिन्स को पूरा विश्वास है कि डिजिटल ट्विन्स अपने अनेक लाभों के कारण बहुत उपयोगी साबित होंगे। डिज़ाइन समीक्षा जैसी गतिविधियों के संदर्भ में, वे मानते हैं कि यह तकनीक काफी समय और मेहनत बचा सकती है। क्यूमिन्स ने पत्रकारों से कहा, “बुनियादी ढांचे में, विशेष रूप से डिज़ाइन चरण के दौरान, बहुत सारा डेटा उत्पन्न होता है – ज़रा सोचिए, बनाए गए सभी मॉडल और पुनरावृत्तियाँ, जिनमें से अंततः हज़ारों में से केवल एक का चयन किया जाता है।” इसके अलावा, वे बुनियादी ढांचे की योजना और डिज़ाइन के अगले चरण के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता की आवश्यकता पर ज़ोर देते हैं। यह बात पिछले बिंदु के अतिरिक्त है।
कृत्रिम होशियारी
इस प्रकार, सफाई और रखरखाव के कार्यों में इस प्रकार के डिज़ाइन वर्चुअलाइजेशन का उपयोग आसानी से किया जा सकता है। विभिन्न तकनीकों के एकीकरण से बुनियादी ढांचे के रखरखाव के लिए पूरी तरह से नए दृष्टिकोण और रणनीतियाँ लागू करना संभव हो जाएगा, जैसे कि सहजीवी तकनीकों का उपयोग। यह इन तकनीकों के एकीकरण के बाद ही संभव हो पाएगा। इसका एक उदाहरण यह है कि ड्रोन रोबोट अक्सर सेंसर के उपयोग से बुनियादी ढांचे के विभिन्न घटकों से व्यापक डेटा एकत्र करने में सक्षम होते हैं, जिनका मैन्युअल रूप से विश्लेषण करना कठिन हो सकता है। इन परिस्थितियों में, कृत्रिम बुद्धिमत्ता मौजूदा तकनीकों की तुलना में अधिक तेज़ी से, अधिक विश्वसनीयता के साथ और कम लागत पर बुनियादी ढांचे में जंग या दरारों का पता लगाने में सक्षम होगी।
पिछले कुछ वर्षों में कैलिफोर्निया राज्य में कई आग लगने की घटनाएं हुई हैं। इन आग लगने की घटनाओं में एक प्रमुख कारण बिजली की तारों पर पेड़ों की शाखाओं और पौधों का अतिक्रमण है। अन्य सुरक्षा संबंधी मुद्दों में अन्य कारक भी शामिल हैं। कृत्रिम बुद्धिमत्ता में सेंसर और दृश्य डेटा एकत्र करने और उसे सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण जानकारी में परिवर्तित करने की क्षमता है। इसका उद्देश्य संचालकों को बुनियादी ढांचे की स्थिति का वास्तविक समय का डैशबोर्ड प्रदान करना है। इसलिए, इस जानकारी को डिजिटल ट्विन में शामिल करना संभव है।
जानकारी का दस्तावेजीकरण और रिपोर्टिंग
इसके अतिरिक्त, इन जुड़वां प्रणालियों की मौजूदगी इंजीनियरों और तकनीशियनों को उच्च महत्व के कार्यों पर ध्यान केंद्रित करने में सक्षम बनाती है। बुनियादी ढांचे के रखरखाव की जिम्मेदारी के मामले में, महत्वपूर्ण रिपोर्टिंग आवश्यकताएं होती हैं। कमिंस आगे बताते हैं कि “कृत्रिम बुद्धिमत्ता दस्तावेज़ीकरण और रेखाचित्रों की व्याख्या करने में सक्षम है, जिससे इंजीनियर इन नीरस जिम्मेदारियों से मुक्त हो जाएंगे और अपनी जिम्मेदारियों के अधिक महत्वपूर्ण पहलुओं पर ध्यान केंद्रित कर सकेंगे।”
न्यू साउथ वेल्स विश्वविद्यालय में इंजीनियरिंग के एसोसिएट प्रोफेसर पिएत्रो बोर्घेसानी द्वारा दिए गए एक बयान का यह अंश यांत्रिक उपकरणों के लिए दस्तावेज़ीकरण की आवश्यकता पर प्रकाश डालता है: डिजिटल ट्विन को केवल एक सिमुलेशन नहीं समझना चाहिए; बल्कि, यह सॉफ्टवेयर का एक अनिवार्य घटक है। अपने उपकरण के डिजिटल इतिहास का उपयोग करके, आप परिसंपत्ति के क्षरण की प्रक्रिया को नियंत्रित कर सकते हैं, और फिर इस जानकारी का उपयोग अपने संचालन को सुव्यवस्थित करने के लिए कर सकते हैं। इसके परिणामस्वरूप, हम परिसंपत्ति के साथ होने वाली घटनाओं पर प्रतिक्रिया देने के बजाय अधिक सटीकता के साथ योजना बना सकते हैं।
निरंतर अपडेट
वे इस बात पर ज़ोर देते हैं कि इस रणनीति का उपयोग अन्य अनुप्रयोगों के अलावा, कई प्रकार की परिसंपत्तियों और अवसंरचना तत्वों में किया जा सकता है: उपयोग के मामलों की बात करें तो, संदर्भ चाहे जो भी हो, वही अवधारणाएँ लागू होती हैं। मॉडल को लगातार अपडेट किया जाना चाहिए, प्रत्येक रोगी से संबंधित व्यक्तिगत डेटा शामिल किया जाना चाहिए, और संभावित परिणामों का सिमुलेशन किया जाना चाहिए। केवल भौतिक जगत के नियम ही परिवर्तन के अधीन हैं। जब भी हम किसी मशीन से निपटते हैं, तो हम गतिकी और कंपन विश्लेषण की तकनीकों का उपयोग करते हैं। जीव विज्ञान और चिकित्सा मानव हृदय के दो ऐसे पहलू हैं जिन्हें सबसे आवश्यक माना जाता है।
कृत्रिम बुद्धिमत्ता से लैस डिजिटल ट्विन्स न केवल समय के साथ बुनियादी ढांचे के घटकों के व्यवहार और टूट-फूट को रिकॉर्ड करने की क्षमता रखते हैं, बल्कि वे ऐसे संभावित परिदृश्यों की जांच करना भी संभव बनाते हैं जिनका उपयोग भविष्य में संचालन को निर्देशित करने के लिए किया जाएगा। यदि प्रक्रिया के दौरान स्लुइस गेट को पहले ही बंद कर दिया गया होता तो क्या होता? या फिर, यदि निकासी अन्य मार्गों से की गई होती तो क्या होता? इस प्रकार का दस्तावेज़ीकरण नगर प्रशासन और आपातकालीन कर्मचारियों के लिए एक प्रकार के अभ्यास बॉक्स के रूप में कार्य कर सकता है, जिससे उन्हें प्रत्येक घटना से ज्ञान प्राप्त करने और समय के साथ सबसे प्रभावी तरीकों के लिए सुझाव देने में मदद मिलेगी।
कैलिफोर्निया में नया बुलार्ड्स बार बांध
इस प्रकार, डिजिटल ट्विन न केवल बुनियादी ढांचे के घटकों और नेटवर्क पर ऐतिहासिक डेटा को संरक्षित करते हैं, बल्कि संगठन की विशेषज्ञता को भी अद्यतन रखते हैं। जब ऑपरेटर और इंजीनियर अपनी भूमिकाएँ छोड़ते हैं, तो उनके उत्तराधिकारियों को डिजिटल ट्विन का उपयोग करके उनके मौजूदा ज्ञान और क्षमताओं का लाभ उठाने का अवसर मिलता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि डिजिटल ट्विन मूल का प्रतिनिधित्व करते हैं। जैसा कि बोर्घेसानी ने बताया, “सोच-समझकर डिज़ाइन किया गया डिजिटल ट्विन न केवल प्रदर्शन मॉनिटर के रूप में कार्य करता है, बल्कि इंजीनियरों की अगली पीढ़ी के लिए प्रशिक्षण उपकरण के रूप में भी कार्य करता है।” विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों को लाभ प्रदान करने के अलावा, डिजिटल ट्विन के अनुप्रयोग कई प्रकार के उपयोग मामलों में हैं और इन्हें कई अलग-अलग तरीकों से लागू किया जा सकता है, जो इस प्रकार के वर्चुअलाइजेशन की व्यावसायिक पहुँच का उदाहरण है। कृत्रिम बुद्धिमत्ता न केवल वर्तमान में उपयोग में आने वाले अनुप्रयोगों में सुधार करेगी, बल्कि यह असंख्य नए अनुप्रयोगों का भी निर्माण करेगी जो वर्तमान में या तो बहुत महंगे हैं या तकनीकी रूप से बहुत कठिन हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि कृत्रिम बुद्धिमत्ता पहले से उपयोग में आने वाले अनुप्रयोगों द्वारा ही समृद्ध होगी।
बेंटले सिस्टम्स, कैलिफोर्निया में स्थित न्यू बुलार्ड्स बार डैम जैसी संपत्तियों के जीवनचक्र के प्रबंधन के लिए डिजिटल ट्विन का उपयोग कर रही है। इस डैम का प्रबंधन युबा रिवर डेवलपमेंट प्रोजेक्ट द्वारा किया जाता है। यह डैम कैलिफोर्निया राज्य में स्थित है। चूंकि यह डैम एक दूरस्थ और भूकंप-ग्रस्त क्षेत्र में स्थित है, इसलिए डेटा संग्रह न केवल कठिन है, बल्कि डैम की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक भी है। डैम इंजीनियरों द्वारा इमेज डेटा एकत्र करने के लिए उपयोग किए जाने वाले ड्रोन द्वारा डेटा प्राप्त होने के बाद, बेंटले के iTwin Capture समाधान का उपयोग करके इसका विश्लेषण किया जाता है। युबा रिवर डेवलपमेंट इस डेटा को आम जनता के लिए सुलभ बनाने और इसे संभावित रूप से जनता के लिए उपयोगी जानकारी में परिवर्तित करने के तरीकों का पता लगाने में भी रुचि रखता था। डिजिटल ट्विन, जो मॉडल का आधार है, निगरानी उपकरणों से प्राप्त सेंसर डेटा को वास्तविक समय में डैम के मॉडल में शामिल करना संभव बनाता है। यह स्थिति की वास्तविकता के कारण संभव हो पाया है।
सैक्रामेंटो क्षेत्रीय काउंटी
इसके अतिरिक्त, बेंटली सिस्टम्स ने सैक्रामेंटो रीजनल काउंटी सैनिटेशन को सैक्रामेंटो रीजनल वेस्ट ट्रीटमेंट प्लांट को आधुनिक बनाने में सहायता प्रदान की। यह क्षेत्र में व्याप्त सूखे की समस्या से निपटने के लिए किया गया था। डिजिटल ट्विन निर्णय लेने और स्थिति की जानकारी प्रदान करने में एक उत्कृष्ट उपकरण साबित हुआ। यह निर्माण स्थल पर किए गए वास्तविक समायोजनों का डिजिटल रूप से मिलान करके किया गया। इसके साथ ही, डिजिटल ट्विन बाईस अन्य परियोजनाओं के प्रबंधन में भी सहायता प्रदान कर रहा था।
जब कोलोराडो परिवहन विभाग को अंतरराज्यीय राजमार्ग 70 को अद्यतन करने के लिए आभासी सहायता की आवश्यकता पड़ी, क्योंकि राजमार्ग अपनी क्षमता सीमा से अधिक व्यस्त हो गया था, तो विभाग ने डिजिटल ट्विन की सहायता ली। विभाग की क्षमता सीमा समाप्त हो जाने के कारण यह स्थिति उत्पन्न हुई। चूंकि यह राजमार्ग एक ऊबड़-खाबड़ भूभाग से होकर गुजरता है जिसमें नदियाँ भी शामिल हैं, इसलिए मार्ग के कुछ हिस्सों में तीखे मोड़ बनाना आवश्यक है। इस चुनौतीपूर्ण कार्य को सरल बनाने के लिए डिजिटल ट्विन बनाने हेतु बेंटली सिस्टम्स द्वारा प्रदान किए जाने वाले सॉफ़्टवेयर समाधानों का उपयोग किया गया।
शहरी ताप द्वीप (यूएचआई)
बड़े बुनियादी ढांचा परियोजनाओं के शुभारंभ के संदर्भ में, बेंटली सिस्टम्स के मुख्य प्रौद्योगिकी अधिकारी, जूलियन माउटे, डिजिटल ट्विन के उपयोग के एक विशेष लाभ पर जोर देते हैं, जो कि इसमें शामिल विभिन्न संगठनों के बीच सहमति उत्पन्न करना है: “समुदाय अक्सर एक प्रमुख हितधारक समूह होता है।” परियोजना से जुड़ा संपूर्ण जोखिम कम हो जाता है क्योंकि हितधारकों को यथार्थवादी 3डी मॉडल प्रस्तुत किए जाने पर डिज़ाइन की अधिक आसानी से कल्पना करने में सक्षम होते हैं।
ट्वेंटे विश्वविद्यालय के अंतर्राष्ट्रीय भू-सूचना विज्ञान और पृथ्वी अवलोकन संस्थान के शोधकर्ताओं के अनुसार, डिजिटल ट्विन का एक और उपयोग शहरी ताप द्वीपों के प्रभाव को कम करने में उनकी भूमिका है। यह इस बात का उदाहरण है कि पर्यावरण को बेहतर बनाने के लिए डिजिटल ट्विन का उपयोग कैसे किया जा सकता है। शहरी ताप द्वीप (यूएचआई) शहरों के भीतर ऐसे स्थान होते हैं जो आसपास के क्षेत्रों की तुलना में बहुत अधिक गर्म होते हैं। इन क्षेत्रों को शहरी ताप द्वीप कहा जाता है क्योंकि ये शहरों के भीतर स्थित होते हैं। ये शहरी ताप द्वीप न केवल शहरों को रहने के लिए कम आकर्षक बनाते हैं, बल्कि चल रहे जलवायु परिवर्तन के परिणामस्वरूप भी इनका महत्व बढ़ता जा रहा है, जो दुनिया भर में तापमान में वृद्धि का कारण बन रहा है। यूएचआई सार्वजनिक स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा करने वाले कई मुद्दों से संबंधित हैं।
निवेश पर प्रतिफल (आरओआई)
इसके अलावा, दुनिया भर में लोगों के शहरी जीवन की ओर अग्रसर होने की गति में कोई कमी नहीं आई है। डिजिटल ट्विन के उपयोग से डिज़ाइन के विभिन्न पहलुओं, जैसे कि फर्नीचर की व्यवस्था, सामग्री का चयन और वनस्पतियों की स्थिति, को ध्यान में रखना संभव हो जाता है। इसके परिणामस्वरूप, दिनभर के तापमान के संकेतों का अध्ययन और विश्लेषण, साथ ही गलियों में वायु प्रवाह को बढ़ाना संभव हो पाता है। शहरी ऊष्मा विकिरण के नकारात्मक प्रभावों को कम करने के उद्देश्य से, संगठन ने नीदरलैंड में स्थित एन्शेडे नगर पालिका के साथ मिलकर काम किया।
निष्कर्ष
लागत कम करते हुए निवेश पर प्रतिफल की दर बढ़ाना। सुरक्षा के मामले में, डिजिटल ट्विन्स महत्वपूर्ण योगदान दे सकते हैं, और इनमें व्यावसायिक प्रभाव डालने की भी क्षमता है, जो आर्थिक रूप से लाभदायक साबित हो सकता है। मैकिन्से एंड कंपनी के सार्वजनिक क्षेत्र के विश्लेषकों के अनुसार, डिजिटल ट्विन्स सरकार द्वारा बुनियादी ढांचे पर किए गए व्यय पर निवेश पर प्रतिफल (आरओआई) बढ़ाने की क्षमता रखते हैं। इन विश्लेषकों ने यह निष्कर्ष निकाला है कि डिजिटल ट्विन्स शहरी और क्षेत्रीय बुनियादी ढांचा परियोजनाओं में शामिल कई हितधारकों के बीच सहयोग का एक माध्यम बन सकते हैं। इन परियोजनाओं में कई अलग-अलग पक्ष शामिल होते हैं।
यह संभव है कि अनचाहे और अप्रत्याशित दुष्प्रभाव लंबे समय में निवेश पर प्रतिफल (आरओआई) को प्रभावित करें। इंजीनियर डिजिटल ट्विन की मदद से विभिन्न प्रकार की स्थितियों और संभावित कठिनाइयों का मूल्यांकन कर सकते हैं, जिससे वे नई परियोजनाओं के नकारात्मक परिणामों को कम कर सकते हैं। इसका एक कारण यह है कि इनमें से कई परियोजनाओं का आकार और साथ ही अन्य शहरी नेटवर्कों पर उनका प्रभाव भी मायने रखता है।