En 2010, Singapur inició un camino que marcó un antes y un después en la historia de la planificación urbana. Mediante la recolección de millones de datos, empezó a crear una réplica virtual completa de su territorio. ¿El objetivo? Simular y analizar el comportamiento de la ciudad-estado en tiempo real, probando el impacto de cualquier cambio antes de tomar medidas concretas.
Tras años de avances, el gemelo digital de Singapur hoy le permite planear y diseñar todos sus servicios públicos con mayor eficiencia. Sin desperdiciar recursos y minimizando los márgenes de error, el gobierno estudia con máximo detalle el tráfico, la contaminación, la gestión de residuos, el uso del suelo e incluso el riesgo de desastres. Todo sobre un mapa “vivo” de la metrópolis en tres dimensiones.
“Puedes analizar todos los escenarios posibles. La plataforma está pensada para ser utilizada por el sector público y el privado, así como investigadores y miembros de la sociedad civil. Si haces la pregunta adecuada y tienes visión global, puedes cambiar la ciudad”, explicó Bernard Charles, director ejecutivo de Dassault Systèmes, la empresa que desarrolló el proyecto “Virtual Singapore”.
Cada vez que el “gemelo físico” (es decir, la ciudad) cambia algo, la representación digital se actualiza. Valiéndose de la inteligencia artificial y la ciencia de datos, la herramienta también es capaz de examinar la información obtenida e indicar soluciones para los problemas encontrados.
Similar a un videojuego en 3D
A la par de Singapur, decenas de ciudades de todo el mundo tomaron la decisión de introducir gemelos digitales para sus proyectos urbanos. Algunas, como Shanghai (China) y Dubái (Emiratos Árabes Unidos), también avanzaron en la creación de réplicas que abarcan de forma completa su territorio y utilizan el “Internet de las Cosas” (IoT).
Otras, como Londres (Reino Unido), Barcelona (España) y Bolonia (Italia), en tanto, planean hacer representaciones virtuales para áreas específicas como el transporte urbano. En el caso de la capital británica, por ejemplo, un proyecto busca utilizar la inteligencia artificial para que la gestión del metro sea más segura y eficiente, además de ecológica.
“Los gemelos digitales son una réplica viva de la ciudad (o de parte de ella), ofreciendo para los gestores información del presente, el pasado y el futuro del municipio. No son sólo modelos estáticos, sino representaciones digitales animadas y realistas que permiten la interactividad con la realidad virtual”, describió Charles Stempniak, CEO de Autonoma Vision. En 2021, esta startup firmó un convenio con Foz de Iguazú (Brasil) para crear modelos que ayuden a mejorar la movilidad y la seguridad de la ciudad.
“Se desarrollará a partir de imágenes aéreas y cámaras disponibles en la región. Nuestra tecnología consigue transformar esas imágenes en una modelo virtual animado, similar a la de un videojuego en 3D. Podemos simular cambios físicos a partir de este sistema, que tiene datos y análisis precisos antes, durante y después de cualquier intervención”, agregó el director. La iniciativa forma parte del programa “Vila A Inteligente”, que propone crear el primer barrio smart de Brasil.
De la industria aeroespacial hacia las ciudades
Varias décadas antes de que surgiera formalmente el término “gemelos digitales”, en 1970 la humanidad vivió una experiencia que trazó el camino inicial en la materia. El 2 de abril de aquel año, la misión Apolo 13 de la NASA sufrió un problema técnico grave mientras se dirigía camino a la Luna. “Houston, tenemos un problema”, comunicó el astronauta Jack Swigert tras la explosión de uno de los tanques de oxígeno de la nave.
Para resolver el inconveniente, el equipo de ingenieros de la NASA trabajó rápidamente para crear una solución que permitiera a la tripulación regresar a la Tierra. Para ello, utilizaron un modelo matemático capaz de simular varias situaciones y condiciones del módulo espacial. Basándose en datos recogidos durante la misión y en el conocimiento técnico previo del sistema, la representación digital terminó siendo exitosa.
“Por sí solo, un simulador no es un gemelo digital. Lo que distingue a la misión Apolo 13 como probablemente el primer uso de un gemelo digital es la forma en la que el personal de la NASA pudo adaptar y modificar rápidamente las simulaciones, para que coincidieran con las condiciones de la nave espacial paralizada en la vida real. Así, pudieron investigar, rechazar y perfeccionar las estrategias necesarias para llevar a los astronautas a casa”, sostuvo Stephen Ferguson, especialista en simulación virtual.
Tras demostrar su capacidad de resolución en un entorno de alta complejidad y criticidad, aquel evento histórico popularizó el uso de modelos virtuales entre las industrias aeroespacial y de defensa. Con el paso de los años, evolucionaron hacia los gemelos digitales que conocemos hoy. En el camino, la tecnología fue replicada por otras áreas hasta llegar a la planificación de las ciudades.
Gemelos digitales y ciudades sostenibles
En el mundo existen varios proyectos que ven en los gemelos digitales la posibilidad de planificar ciudades más amigables en términos ambientales y sociales. En 2020, investigadores alemanes utilizaron tecnologías de supercomputación y visualización para desarrollar un gemelo digital de Herrenberg, un poblado de 31.000 habitantes. Como novedad, el proyecto sumó las emociones de la ciudadanía a los datos físicos con el propósito de generar mejores condiciones de sostenibilidad y habitabilidad.
Por medio de una aplicación, los residentes pueden proporcionar datos cualitativos sobre ciertas ubicaciones de la ciudad. Por ejemplo, pueden describir si les parecen bonitas, cómodas, feas o inseguras. Con toda esa información y un escáner láser 3D, el equipo creó una representación completa de Herrenberg.
En Los Ángeles (Estados Unidos), avanza la creación de un gemelo digital de una sección de la ciudad para hacer sus edificios más sostenibles y reducir las emisiones de carbono. Del otro lado del Océano Pacífico, en Wellington (Nueva Zelanda), el gobierno local busca aplicar las representaciones artificiales en tiempo real para ayudar a la población a tomar decisiones relacionadas con el cambio climático. El modelo, virtual e interactivo, fomenta la participación ciudadana ante posibles desastres.
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Imagen principal: representación de gemelos digitales. Fuente: ArcGIS Blog.
Redacción +Comunidad.
