Digitale Zwillinge

In der klassischen Regelungstechnik definiert man für den gewünschten Zustand einen Sollwert, misst die Abweichung davon und reagiert auf die Abweichung, die Summe der Abweichung über die Zeit und allenfalls auch auf die Veränderung der Abweichung.

Vor mehr als 20 Jahren haben findige Ingenieure der ETH in einer speicherprogrammierbaren Steuerung ein thermisches Modell eines Fahrmotors einer nach wie vor beliebten schweizerischen Lokomotive einprogrammiert. Damit war man plötzlich in der Lage, die Ventilation der Motoren bedarfskonform zu betreiben. Es konnte so viel Energie eingespart werden, dass der Payback für die Nachrüstung der Lokomotiven über die Energiekosteneinsparung in weniger als einem Jahr erreicht wurde.

Mit der heutigen Computertechnik lassen sich mittlerweile derart genaue Modelle von Systemen, Maschinen und Lebewesen realisieren, dass man angefangen hat, diese Modelle als digitale Zwillinge zu bezeichnen.

Neulich habe ich im Internet gesehen, dass Forscher ein mechanisches Modell eines menschlichen Körpers mit einem neuronalen Netz, also einer Art Modell eines Hirns, verbunden haben. Dieses Hirn haben sie mit unzähligen, virtuellen Gehversuchen so weit konditioniert, bis es in der Lage war, das Körpermodell gehend zu bewegen.

Da wurde mir klar: Alles wird in Zukunft digitale Zwillinge haben!

Es macht einfach mehr Sinn, Flugzeuge virtuell statt reell abstürzen zu lassen, bis ihr Hirn gelernt hat zu fliegen. Oder ganz aktuell: Es ist wohl auch besser, wenn Autos erst virtuell lernen, unfallfrei zu fahren, als diese «Erfahrung» auf der Strasse zu sammeln.