Обзор цифровых двойников: определения, характеристики, области применения и выводы для проектирования

Когда в 1956 году искусственный интеллект (ИИ) был официально объявлен областью научных исследований, никто не мог предвидеть огромного влияния, которое его возможности описания, прогнозирования и предписания окажут на нашу повседневную жизнь. Параллельно с непрерывным развитием ИИ в последнее десятилетие получили широкое распространение широкополосный доступ и повсеместная связность, датчики (в том числе встроенные), собирающие многомерные описательные данные, усовершенствованные методы обработки больших данных и облачные вычисления. Совместное использование этих технологий привело к созданию цифровых двойников — наделённых искусственным интеллектом виртуальных копий физических систем. В настоящее время технология цифровых двойников (ЦД) разрабатывается и коммерциализируется для оптимизации различных производственных и авиационных процессов, тогда как в здравоохранении и медицине она всё ещё находится на ранней стадии развития. В статье представлены результаты исследования, посвящённого анализу современных определений ЦД, изучению основных характеристик, которыми должен обладать ЦД, и исследованию областей, в которых в настоящее время разрабатываются приложения на основе ЦД. Затем представлены выводы для проектирования, сформулированные по результатам исследования; они сосредоточены на социотехнических аспектах проектирования и жизненном цикле ЦД. В заключение обсуждаются нерешённые вопросы и проблемы, требующие рассмотрения в будущем.