Bir ikizinizin olması nasıl bir duygu? Hem de sizinle ilgili her şeyi bilen tıpatıp bir ikiz. Fakat ona dokunamazsınız, çünkü ikiziniz fiziksel dünyada değil, dijital dünyada. Sizinle ilgili her şeyi her an biliyor. Ve zaman içinde sizinle ilgili o kadar çok şey biliyor ki, size olacakları ve sizin yapacaklarınızı tahmin edebiliyor. Hatta, sıkı durun, öngördüğü bazı şeyleri engellemek için sizin yapacaklarınıza karar verip sizi kontrol ediyor. Çok mu bilimkurgu oldu? Hiçbir dijital ikiz bir insanı kontrol edemiyor. En azından yukarıda anlattığımız şekliyle.
Fakat yaşadığınız düzeni idame ettirmenizi sağlayan en hayati makineler için aynı şeyi söyleyemeyiz. Örneğin, dünyanın yörüngesindeki uyduların, onları yörüngeye taşıyan roketlerin, sizi dünyanın öbür ucuna taşıyan uçakların jet motorlarının, rüzgâr türbinlerinin, Tesla tarafından üretilen her arabanın, hatta petrol kuyularının ve rafinerilerinin dijital ikizleri var. O makinelerin dijital ikizleri, makinelerin her anını biliyor, geçmişe ait veriyi işliyor ve makineye olabilecekleri tahmin ederek gerekli önlemleri kendisi alabiliyor. Örneğin, günümüzde enerji üretiminde önemli yeri olan doğalgaz santrallerindeki türbinler buna örnek gösterilebilir. Bu türbinlerin dijital ikizleri, türbinlerin her bir pervanesini akıllı bir lazer sensoru sayesinde her an izleyip, pervanenin sıcaklığını veya esnemesini ölçerek pervanenin kırılacağı zamanı oldukça iyi tahmin edebiliyor. Buna göre, pervanenin değiştirme maliyetini hesaba katarak ilgili teknisyenin takvimi doluysa türbinin çalışma verimliliğini düşürerek teknisyen gelene kadar pervanenin kırılmasını geciktirebiliyor. Endüstri için epey faydalı bir çözüm.
Şekil 1 Dijital İkiz www.networkworld.com adresinden alınmıştır.
Aslında sizin de bir dijital ikiziniz var. Yani eğer yanınızdan ayırmadığınız bir akıllı telefonunuz varsa, bir dijital ikiziniz var. Evet, sizi bir buhar veya rüzgâr türbininin dijital ikizi gibi kontrol etmiyor ama farkında olmasanız da günlük hayatta aldığınız kararları etkileyebiliyor. Örneğin, bir arkadaşınızın unuttuğunuz doğum gününü size hatırlatarak arkadaşınızla ilişkinizi iyi tutmanıza yardımcı oluyor. Hatta son zamanlarda tüketici elektroniğinin yaygınlaşan ürünü bir akıllı saatiniz veya akıllı bilekliğiniz varsa, dijital ikiziniz size şah damarınız kadar yakın olabilir. Çok mu abarttım? Çin’de üretilen ve 12 ABD dolarına alabileceğiniz akıllı kol bandı uyku düzeninizi takip edebilir, kandaki oksijen miktarını anlık olarak gözleyebilir, hatta uyku apnesi (uykuda solunum duraklaması sendromu) sorunu yaşıyorsanız titreşim yoluyla anlık olarak sizi uyarıp daha sağlıklı uyumanızı sağlayabilir. Telefonunuzla eşgüdümlü olarak, yürüyüşlerinizi, çıktığınız merdivenleri, dinlediğiniz müziği, banka hesap hareketlerinizi, kalp ritminizi, tansiyonunuzu takip edebilir ve sıra dışı durumlarda elektro kardiyografi (EKG) uygulayarak verileri doktorunuzla paylaşabilir. Tıbbi amaçlarla vücuda yerleştirilip sorunlu organları takip eden cihazları hayal etmeyi veya araştırmayı size bırakalım. İşte dijital ortamda size ait anlık olarak kaydedilen birbiriyle ilişkili bu verinin bütününü sizin dijital ikiziniz olarak tanımlıyoruz.
Dijital ikiz elbette tüketicilere yönelik bir teknoloji olarak geliştirilmedi. Gelin kısaca dijital ikiz tarihine bir göz atalım. Bilişim dünyasıyla ilişkili olan veya ilgi duyanların sıklıkla karşılaştığı kavramlardan dijital dünya, siber dünya veya sanal dünya kavramları aslında epey eskiye dayanıyor. Fakat son yıllarda oldukça popüler olan dijital ikiz kavramı bilişim tarihine göre oldukça yeni bir kavram. Dijital ikiz konsepti, ilk defa 2003 yılında Michigan Üniversitesinde sanayide çalışan üst düzey yöneticilere verilen bir derste Dr. Michael Grieves tarafından fiziksel nesnelerin sanal, dijital muadili olarak tanıtıldı. Kavramın olgunlaşması uzun yıllar aldı ve dijital ikiz ile ilgili ilk akademik makale 2011 yılında yayımlandı. Fakat dijital ikiz kavramının bir anda ilgi odağı olmasını sağlayan olay ABD Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA) tarafından hazırlanan “Bütünleşik Teknolojiler Yol Haritası” raporunda yer bulması oldu. NASA dijital ikizi “fiziksel objelerin veya sistemlerin mevcut durumlarına ait en güncel verilerini algılayıcılar aracılığı ile elde ederek, fiziksel objenin yaşamını dijital ortama yansıtan bütünleşik çoklu fizik (integrated multiphysics), çok boyutlu (multiscale), olasılığa dayalı simülasyonlar” olarak tanımladı (Glaessgen et al., 2012). Bu kavram zaman içerisinde akademik dünyada daha da olgunlaştı. Hatta “deneysel dijital ikiz”, “üretimin dijital ikizi” (Digital Twin Shop-floor) gibi kavramların doğmasına neden oldu. İlk kuramsal tartışmalar dijital ikiz kavramının fiziksel bir obje veya nesnenin değişmez (static) yansıması olmaktan öteye fiziksel sistemin devimsel/değişken (dynamic) bir simülasyonu olması yönündeydi. Bu sayede, karmaşık ve esnek sistemlerin dijital ikizleri, fiziksel sistemler yapısal olarak değiştikçe değişebilirdi. Bazı bilim insanları fiziksel ve sanal modeller arasındaki bütünleşme (integration) üzerine yoğunlaşarak dijital ikiz kavramını geliştirdi. Örneğin, Kritzinger ve ekibi yaptığı çalışmalarda “dijital model”, “dijital gölge” ve “dijital ikiz” kavramlarını siber ve fiziksel nesnelerin bütünleşme seviyesi üzerinden gruplandırdı ve dijital ikizlerin çift yönlü ve otomatik veri akışına sahip olması gerektiğini ortaya koydu (Kritzinger et al., 2018). Yine aynı çalışma akademide dijital ikiz konusunda yapılan çalışmaların %55’ini halen kavramsal çalışmalar olduğunu gösterdi.
Sanayide dijital ikiz üzerine yapılan uygulamaların % 38’i sağlık öngörüsü yönetimi (fiziksel objenin sağlıklı çalışması için yapılan öngörü – prognostic health management), %35’i üretim ve %18’i ürün tasarımı alanına yoğunlaşmış durumda (Tao et al., 2019). Karmaşık bir sistemin çalışmasında hayati öneme sahip objelerin veya sistemlerin dijital ikizleri ile o sistemlere ait devasa bir veriyi toplamak işlemek ve öngörüde bulunmak pratik olarak en uygulanabilir ve faydalı alan. Üretim alaninda kullanılan dijital ikizler şu aramada daha çok bu sistemlerin analizi, planlaması, değerlendirilmesi ve optimizasyonu üzerine yoğunlaşmış durumda. Az da olsa üretim sistemlerinin kendi kendine öğrenme ve kendi kendini örgütleme gibi çalışmalarda dijital ikizlerin kullanıldığını görmek de mümkün. Bazı biliminsanları dijital ikizlerin birbiri ile olan iletişimi ve etkileşimi üzerine çalışmalara ihtiyaç olduğuna da işaret ediyor (Rosen et al., 2015; Vachálek et al., 2017). Bu tür çalışmalar sonucu kapsamlı simülasyon modelleri içinde bir üretim sistemine ait farklı dijital ikizlerin birbiri ile etkileşime girebileceği ve operasyonel süreçleri daha tutarlı olarak doğrulayarak, mevcut yordam bilgisini (know-how) üretimin tasarımı, geliştirilmesi ve uygulanması için kullanabileceği düşünülüyor. Bu tür modellerde dijital ikizler gerçek dünyada oluşabilecek beklenmedik durumlara çok hızlı şekilde tepki vererek üretimin aksamasını önleyebilir.
Sanayinin değişen koşullara, taleplere ve teknolojilere uyum sağlamak için desteğini esirgemediği bu çalışmalar, tüketici elektroniğinin evrimine ve dijital ikizlerin size şah damarınız kadar yakın olmasına neden oluyor. Kulağa korkutucu gelse de bu teknolojik araçlarin insanlığın refahına mı, sonunun gelmesine mi hizmet edeceği onu kullananların elinde. Evinizdeki ekmek bıçağını da atom enerjisini de öldürmek için kullanabilirsiniz. Belki de bu araçları korkutucu yapan onları yeterince iyi tanımayışımızdır. Okuduğunuz satırlar bu tanıtma çabasının ürünüdür.
Emre Yıldız
Glaessgen, E. H. et al. (2012) ‘The Digital Twin Paradigm for Future NASA and U. S. Air Force Vehicles’, in 53rd Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, pp. 1–14.
Kritzinger, W. et al. (2018) ‘Digital Twin in manufacturing: A categorical literature review and classification’, in IFAC-PapersOnLine. Elsevier B.V., pp. 1016–1022. doi: 10.1016/j.ifacol.2018.08.474.
Rosen, R. et al. (2015) ‘About the importance of autonomy and digital twins for the future of manufacturing’, IFAC-PapersOnLine. Elsevier Ltd., 28(3), pp. 567–572. doi: 10.1016/j.ifacol.2015.06.141.
Tao, F. et al. (2019) ‘Digital Twin in Industry: State-of-the-Art’, IEEE Transactions on Industrial Informatics. IEEE, 15(4), pp. 2405–2415. doi: 10.1109/TII.2018.2873186.
Vachálek, J. et al. (2017) ‘The Digital Twin of an Industrial Production Line Within the Industry 4.0 Concept’, in 21st International Conference on Process Control (PC). Štrbské Pleso, Slovakia: IEEE, pp. 258–262.
