Una guida ai gemelli digitali: cosa sono, come guidano i risultati aziendali, perché i droni, come il DJI M300 RTK, hanno un ruolo chiave da svolgere e come l’AR può evolvere l’ecosistema dei gemelli digitali.
- I gemelli digitali sono rappresentazioni digitali di una risorsa del mondo reale;
- I gemelli digitali possono essere utilizzati per ottenere informazioni preziose e comprendere più a fondo l’asset fisico;
- I dati sono fondamentali e i droni possono fornire una varietà di set di dati da inserire nel processo del gemello digitale;
- La realtà aumentata sta emergendo come uno strumento coinvolgente per approfondire la comprensione all’interno dell’ecosistema dei gemelli digitali.
I gemelli digitali sono un argomento caldo in questo momento.
Questo entusiasmante metodo di combinare il mondo fisico con il digitale sta aiutando a migliorare i processi aziendali, ridurre i rischi, ottimizzare l’efficienza operativa e migliorare il processo decisionale.
E in un ambiente in cui i dati sono fondamentali, i droni hanno un ruolo importante da svolgere.
In questo articolo, diamo uno sguardo ai gemelli digitali: cosa sono e come possono essere un fattore chiave per il business e come l’emergere della realtà aumentata può portare questa tecnologia a livelli ancora maggiori.
CHE COS’È UN GEMELLO DIGITALE?
I gemelli digitali sono rappresentazioni digitali di una risorsa fisica.
Come il mondo reale che rappresentano, i gemelli digitali sono in continua evoluzione; regolazione continua per riflettere lo stato o la condizione quasi in tempo reale della risorsa del mondo reale.
Essendo un set di dati sincronizzato e dinamico, i gemelli digitali possono essere utilizzati per ottenere informazioni preziose e comprendere in modo più completo l’asset fisico.
Il gemellaggio digitale non è un’impresa da poco: i continui aggiornamenti sono alimentati da un ricco arazzo di tecnologia, tra cui sensori, droni, acquisizione della realtà, integrazione GIS e BIM, Internet delle cose in tempo reale, cloud computing, intelligenza artificiale avanzata e apprendimento automatico.
I gemelli digitali forniscono un’unica visualizzazione a cui è possibile accedere durante l’intero ciclo di vita di un progetto e possono essere utilizzati per rappresentare gli stati attuali, passati o anche futuri delle risorse.
DRONI DJI M300 RTK E GEMELLI DIGITALI
I dati sono la valuta quando si tratta di costruire gemelli digitali. Questi modelli “vivi” e in continua evoluzione devono avere un alto livello di validità e per questo è fondamentale disporre di dati aggiornati.
I droni hanno un ruolo da svolgere qui, in quanto forniscono uno strumento di acquisizione dati efficace, raccogliendo informazioni altamente accurate, in modo sicuro ed efficiente. Ciò è particolarmente importante per le risorse difficili da raggiungere o in ambienti in cui i tempi di fermo delle risorse devono essere ridotti al minimo.
I droni sono in grado di raccogliere set di dati di base completi, affidabili e ben organizzati per confluire nel processo complesso e stratificato di costruzione di un gemello digitale.
La facilità di implementazione e l’economicità dei droni consentono alle organizzazioni di condurre i sondaggi regolari necessari per aiutare i gemelli digitali a evolversi costantemente per rimanere pertinenti e aggiornati.
I dati GIS sono anche fondamentali per la creazione di un gemello digitale, soprattutto se l’obiettivo del gemello è rappresentare l’accuratezza storica, visualizzare le prestazioni o prevedere lo stato futuro.
E i droni sono diventati uno strumento essenziale per la raccolta di dati GIS e di rilievo. Gli strumenti chiave includono il DJI M300 RTK con fotocamera per fotogrammetria P1 o sensore LiDAR L1 o il drone di mappatura a bassa quota, il DJI Phantom 4 RTK.
COME I DATI DEI DRONI POSSONO COSTRUIRE GEMELLI DIGITALI?
Quindi, i droni possono essere uno strumento chiave nel processo del gemello digitale, aiutando a raccogliere dati in modo rapido, sicuro e accurato.
Ma quali dati possono raccogliere i droni e come possono essere utilizzati questi risultati per costruire ed evolvere un gemello digitale?
NUVOLE DI PUNTI
Un set di dati della nuvola di punti è una rappresentazione digitale di un sito di indagine, o risorsa, che è composta da migliaia di punti; ognuno essendo una coordinata geometrica.
Quando messe insieme, questa massa di singole misurazioni spaziali si uniscono per formare un modello dettagliato nello spazio 3D.
Da una nuvola di punti è possibile effettuare osservazioni (e misurazioni) sulla profondità, l’elevazione, la geometria e la posizione nello spazio di un oggetto.
Le nuvole di punti tendono a essere generate utilizzando scanner laser 3D e LiDAR (rilevamento e distanza della luce), con ogni punto che rappresenta una singola misurazione di scansione laser. Tuttavia, la fotogrammetria può essere utilizzata anche per costruire nuvole di punti.
Quando si tratta di nuvole di punti, più punti vengono raccolti, più denso è il modello.
L’ecosistema di rilevamento DJI del drone DJI M300 RTK, del sensore L1 e del pacchetto software DJI Terra è un flusso di lavoro di mappatura end-to-end per la generazione di nuvole di punti LiDAR e fotogrammetria, mentre la fotocamera P1 (sensore full frame da 45 MP) è un sensore fotogrammetrico ad alta risoluzione.
Le nuvole di punti forniscono la base per aggiungere dettagli e trasformarli in un gemello digitale.
MAGLIA 3D
Una mesh 3D è l’evoluzione di una nuvola di punti, in cui vengono creati piccoli triangoli tra i punti nella nuvola. Il software di mappatura crea quindi una trama per ciascuna delle migliaia di triangoli estraendo una piccola porzione della fotografia originale di ciascun punto e costruisce una mesh o un modello 3D.
Sebbene una mesh 3D non sia un gemello digitale, un tale modello può fornire rappresentazioni visive dettagliate e preziose e può anche essere visualizzato tramite la realtà aumentata, trattata più avanti in questo blog.
ORTOMOSAICO 2D
I droni possono essere utilizzati per la generazione di ortomosaici 2D.
Un ortomosaico 2D è una mappa dall’alto verso il basso di un sito di rilevamento, o risorsa, costruita unendo insieme centinaia o migliaia di foto digitali, raccolte dal drone.
I droni e le fotocamere ad alta risoluzione, come il sensore fotogrammetrico full frame DJI M300 RTK e P1 da 45 MP, possono raggiungere una distanza del campione dal suolo inferiore a 1 cm, per creare ortomosaici altamente dettagliati e cristallini.
Queste mappe 2D georeferenziate del mondo reale offrono un trampolino di lancio nella generazione di mesh 3D che possono essere incorporate per fornire una prospettiva alternativa all’interno di un gemello digitale.
DATI DTM
I droni, in genere con funzionalità LiDAR, possono raccogliere dati per costruire un modello digitale del terreno (DTM).
Un DTM è un modello della nuda terra (senza oggetti/edifici al suo interno) contenente i dati di elevazione del terreno.
Questo è diverso da un Digital Surface Model (DSM), che rappresenta la superficie terrestre e include tutti gli oggetti su di essa. LiDAR e fotogrammetria possono essere utili applicazioni per questo.
I dati dei droni DTM possono essere inseriti nei gemelli digitali per garantire che i cambiamenti topografici di elevazione siano accuratamente modellati.
QUALI SONO I VANTAGGI DEI GEMELLI DIGITALI?
I gemelli digitali consentono agli utenti di visualizzare l’intera risorsa, in un browser Web, su un tablet o con un visore per realtà mista (ne parleremo più avanti), nonché di controllare lo stato, condurre analisi e generare informazioni per prevedere e ottimizzare prestazione patrimoniale.
Essenzialmente, forniscono una rappresentazione visiva georeferenziata del mondo reale, per aiutare gli utenti a scoprire cosa è cambiato, visualizzarlo in un formato altamente visivo e quindi fare qualcosa di significativo con queste intuizioni.
I vantaggi includono:
- Record storico: uno dei maggiori vantaggi dei gemelli digitali è che forniscono un’istantanea 3D del mondo reale. Questo può essere prezioso per monitorare i progressi nel tempo e mantenere una rappresentazione 3D del ciclo di vita di un progetto molto tempo dopo il completamento di un progetto. I dati BIM possono essere estratti anche da queste risorse digitali.
- Monitoraggio delle prestazioni operative: i modelli 3D forniscono una visualizzazione chiara e concisa di una risorsa e consentono esplorazioni e calcoli dettagliati e accurati. Questo può essere cruciale per individuare difetti o errori.
- Previsione delle prestazioni future: alcune delle più alte aspettative riguardo ai gemelli digitali derivano dalla possibilità di utilizzare una versione ad alta precisione di una risorsa per simulare, valutare e prevedere il futuro. Nel settore AEC, le informazioni BIM aggregate vengono utilizzate nella pratica di Virtual Design and Construction per riprodurre la costruzione pianificata per rilevare possibili conflitti di costruzione o problemi di sicurezza. La manutenzione predittiva può ridurre i costi di manutenzione.
GEMELLI DIGITALI E REALTÀ AUMENTATA
La realtà aumentata (AR) è un argomento scottante in questo momento e questa tecnologia ha la capacità di trasformare il modo in cui i gemelli digitali vengono visualizzati e accessibili.
In sostanza, porta i gemelli digitali nello spazio virtuale, fornendo una visione immersiva e integrata delle risorse infrastrutturali.
Attraverso l’AR, i dati possono essere sovrapposti al mondo reale consentendo un migliore livello di visualizzazione posizionando il gemello digitale, ad esempio su un tavolo o un’altra superficie piana tramite dispositivi mobili come tablet o smartphone. Gli Smart Glasses possono essere utilizzati anche sovrapponendo i dati a ciò che l’utente sta attualmente vedendo. I lavoratori in loco, come gli individui che lavorano su piattaforme petrolifere, potrebbero utilizzare qualcosa come Microsoft HoloLens in combinazione con un gemello digitale per ottenere informazioni in tempo reale durante l’esecuzione di manutenzione e riparazione.
L’utilizzo dell’AR aiuterà a prendere decisioni più informate per migliorare la disponibilità di rete/servizio, migliorare la sicurezza di passeggeri e lavoratori, garantire la conformità normativa e ridurre l’impatto ambientale.
Ad esempio, attraverso l’applicazione di droni, robot e visione artificiale basata sull’intelligenza artificiale, i carri armati potrebbero essere ispezionati autonomamente tramite un gemello digitale vivente, consentendo agli esperti di condurre ispezioni a distanza, aumentando notevolmente la produttività e sfruttando la conoscenza di risorse scarse.
Una risorsa emergente in questo settore è il software iTwin di Bentley Systems, mentre ArcGIS Runtime di Esri supporta la creazione di esperienze di realtà aumentata (AR) pronte per la produzione per dispositivi iOS e Android.
La realtà aumentata amplia l’ecosistema dei gemelli digitali, contribuendo a migliorare e approfondire ulteriormente la comprensione delle infrastrutture.
SOMMARIO
La tecnologia avanza velocemente. I droni, come il DJI M300 RTK, e la modellazione 3D sono diventati uno strumento chiave per l’industria, ma questo si sta evolvendo in ambiti ancora più vasti.
I gemelli digitali presentano una nuova fase del processo – ulteriore guida di apprendimento, intuizioni e produttività – e i droni hanno un ruolo cruciale da svolgere in questo.
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