デジタルツインは現在、都市管理のサポートにおいてしっかりと確立されています。 シンガポール都市国家は、国全体のデジタルツインに取り組んでいます。 2011 年、シンガポール土地管理局 (SLA) は国の 3 次元地図の開発を開始しました。
デジタル ツイン向けのコンテンツ作成サービスを提供する GPS Lands Singapore は、SLA にアプローチし、国全体のデジタル ツインに取り組むことを提案しました。「デジタル ツインは、資産管理と意思決定を支援するために、シンガポール全土を非常に詳細な 3D 表現で表示します。」 – 樹木や緑地の詳細な管理を含む作成。」
国の規模が限られているため、都市部は非常に重要であり、そのため多くのインフラストラクチャ ネットワークと資産が地下に移動されました。 そのため、「SLA は現在、プロジェクトの次の段階であるシンガポールの国家地下デジタルツインに取り組んでいます」。 このようなデジタル表現の利点は、安全性の向上と、地下資産の保守、修理、建設時のサービスの中断の最小限化にまで及びます。
一方、バーチャル シンガポールは、「地形データとリアルタイムの動的データに基づいて構築されたシンガポールの 3D デジタル レプリカです。」 これは、都市計画の問題に対する新しい解決策のシミュレーションや仮想テストに使用できる、国の権威あるプラットフォームになります。」
国の国立研究財団、シンガポール土地管理局、政府技術庁がこの取り組みに協力しています。 バーチャル シンガポールは、シンガポール政府のスマート ネイション プロジェクトの取り組みにとって重要な構成要素となります。 スマート ネーションは、デジタル政府、経済、社会を構築するための国の取り組みです。
シンガポールだけがその取り組みを行っているわけではない。 2020 年、ドイツのシュトゥットガルト大学のハイパフォーマンス コンピューティング センター シュトゥットガルト (HLRS) の研究者は、フラウンホーファー協会の協力者と協力して、ドイツの都市ヘレンベルクのデジタル ツインの開発に取り組み始めました。 研究者らは、都市計画とデザインを改善することを目的として、都市のダイナミクスと相互作用をより深く理解したいと考えています。
HLRS の研究者は、「視覚的表現により、シミュレーション データのパターンを迅速かつ直観的に明らかにすることができ、物理世界では見ることのできない現象がどのように表現されているかを理解しやすくなります。」と付け加えています。 研究者らは、自然災害への備え計画を含む、地球科学および大気科学のためのサポートツールに注目しています。
ドイツのシュトゥットガルト市は、ヘキサゴンおよび富士通と提携して市のデジタルツインを構築しました。 シュトゥットガルト土木事務所の IT 部門責任者であるイェンス シューマッハ氏は、プロジェクトの利点について次のように述べています。「シュトゥットガルトのアーバン デジタル ツイン プロジェクトは、私たちのオフィスに膨大な量のモビリティおよび環境データと、IoT (モノのインターネット) 分析プラットフォームを提供します。ヘキサゴンと富士通は、そのデータを使用して都市の利益のために賢明な意思決定を行えるようにしてくれるでしょう。」
都市環境のデジタルツインを構築する取り組み
多くの都市は、都市管理のニーズをサポートするためにデジタル ツインを検討しています。 スペインのバルセロナは、都市計画プロセスのための都市データを処理するためにスーパーコンピューター MareNostrum を使用しています。 スペインの都市はイタリアのボローニャ市と、両都市のデジタルツインで協力する協定を結んでいるが、これは両都市が「デジタル都市ガバナンスの分野でリーダーになること」を目指しているためである。
英国では、デジタル ツイン ハブは、国内の企業や組織が構築しているデジタル ツインを活用することを目的としています。 このプログラムは、現在分離されているツインが接続し、相互接続されたデジタル ツインのエコシステムを形成できるようにするための構成要素を作成しています。
ケンブリッジ大学は、ビジネス・エネルギー・産業戦略省との Center for Digital Built Britain パートナーシップを完了した後、この取り組みを主催しています。 このパートナーシップでは、デジタルアプローチが建設とインフラ開発をどのようにサポートおよび改善できるかを調査しました。
開発者は、架空の場所であるサンフォード市のデモを作成しました。 彼らは、異常気象が引き起こす可能性のある影響を示すために、エネルギー、水道、通信ネットワークのデータをプラットフォームに入力しました。
当然のことですが、デジタル ツインは北欧で特に使用されています。 フィンランドは、2035 年までにカーボンニュートラルの国になり、2050 年までに廃棄物を完全にリサイクルすることを目指しています。デジタルツインは、これらの目標を達成するためのさまざまな政策の結果とダイナミクスをシミュレーションすることで意思決定者をサポートできると考えられており、アプローチ間のトレードオフを視覚化できます。 。
スウェーデンのヨーテボリにあるデジタル ツイン シティ センターは、将来の都市環境のデジタル ツインをより強力にする多くのパズルのピースに取り組んでいます。 たとえば、あるプロジェクトでは、人々の移動が都市環境や商業活動に与える影響を理解するために、人々の移動がどのような影響を受けるかを調査しています。
米国ではテネシー州チャタヌーガでプロジェクトが進行中です。 ネバダ州ラスベガス。 ニューヨーク州ニューヨーク; フロリダ州オーランド。 とアリゾナ州フェニックスは、幅広い目的のためにデジタル ツインのバージョンの開発に取り組んでいます。
オーストラリアでは、開発者が州全体のデジタルツインを作成しています。 メルボルン市を含むビクトリア州、ニューサウスウェールズ州、クイーンズランド州は、領土のデジタル表現を開発しています。 南オーストラリア州のアデレード市とオーストラリア首都特別地域のキャンベラ市もデジタルツインに取り組んでいます。
スマートシティ向け機能のデジタル化
デジタルツインは、パートナーやユーザーだけでなく、開発者やプロバイダーにも商業的な機会をもたらします。 視覚化の対象となる情報の範囲は事実上無限です。
Google の Sidewalk Labs は、都市計画者や開発者をサポートするソリューションを提供しています。 Delve は、不動産チームがプロジェクトで共同作業できるようにするビジュアル デザイン ツールであり、Mesa は建物のエネルギー管理のためのプラットフォームです。
Tree Canopy Lab は、都市が大気汚染や気候変動に対処できるよう支援することを目的とした Google の Environmental Insights Explorer プラットフォームの一部です。 Environmental Insights Explorer (EIE) は、「都市や地域が排出源を測定し、分析を実行し、排出量を削減するための戦略を特定するのを支援する」ツールです。
スタンフォード大学の研究者たちは、衛星画像と高度なアルゴリズムを使用して、山火事の危険がある地域を特定してきました。 研究者らは、欧州宇宙機関の衛星からの地表画像と、米国森林局からの葉の水分含有量データを使用しています。 その後、モデルは画像とデータを関連付けて、今後の山火事の季節における森林地域の危険レベルを予測できます。
ブラジルでは、ペルナンブコ大学の研究者が機械学習アルゴリズムを使用して、ブラジルのレシフェの歴史的な地図を現代の衛星画像のようなビジュアルに合成しました。 このアプローチにより、都市環境における土地利用に関する長期にわたる洞察が得られる可能性があります。
英国地質調査所は、地下都市の特徴に関する情報を入力し、「地下データの管理を改善することで開発のための土地の実行可能性を高め、将来の投資のリスクを軽減する」ため、地下空間を管理するためのより効果的なアプローチを可能にするプロジェクト アイスバーグを特徴としています。
ニュージャージー州のトムズリバー市公共事業局は、複合現実ソフトウェアプロバイダーの Meemim が開発した視覚化プラットフォームを使用しています。 市の職員や建設作業員は、このプラットフォームを Microsoft の HoloLens ヘッドセットと組み合わせて使用し、拡張現実環境でパイプ、導管、地下公共インフラのその他の部分をハイライト表示できます。
スマート管理のためのアプリケーションが急増
政府機関も、都市生活の事実上あらゆる側面を網羅する幅広いユースケースに注目しています。 ロンドン交通局 (TfL) は、ロンドンの地下鉄システムである Tube を含む、イギリスのロンドンの交通ネットワークのほとんどを担当しています。 TfL は、地下の鉄道とトンネルを監視し、炭素排出、熱、騒音に関する情報を収集するデジタル ツインの開発に取り組んでいます。
韓国のソウルと中国の上海は、都市サービスをより効果的かつ効率的に実行するために、交通および物流管理のための包括的な仮想ツインを開発しています。
チューリッヒ工科大学、シンガポール-MIT研究技術同盟、シンガポール国立大学、ミュンヘン工科大学などの研究者チームは、持続可能性と居住性を調査するための気候ツイン「デジタル都市気候ツイン」を開発中です。 都市国家における都市部の熱問題に対処することを目指す。
中国では、上海の黄浦江、港、空港、港、建設現場が都市の交通システムのデジタルツインに組み込まれています。
相互運用性の課題とセキュリティ上の懸念が存在する
進化するにつれ、当初はサイロ化されていたデジタル ツイン間の相互運用性が、全体が部分の合計以上のものとなるシステムを構築するための重要な側面になります。相互運用性は、早期に司法的検討を必要とする課題でもあります。 製造、公益事業、運輸、物流、都市管理、その他多くの業界は、それぞれのニーズに合わせてデジタルツインを作成することになります。
このようなデジタルツインをサプライチェーンやインフラストラクチャの種類 (水道、ガス、通信など) 全体に拡張するには、慎重な計画が必要です。 このような多様なデジタルツインの相互運用性を確保することが課題となりますが、他の懸念もあります。
一方で、共有により、商業的および社会的課題に対する共生的かつ全体的なアプローチが可能になります。 一方で、データセキュリティや知的財産の観点からは、情報へのアクセスやデータの提供について高度な管理が必要となります。
マーティン・シュヴィルンは次の本の著者です。 小さなデータ、大きな混乱: 変化の兆しを見つけて不確実性に対処する方法y (ISBN 9781632651921)。 彼は Business Finland の戦略的先見性に関するシニアアドバイザーでもあり、新興企業や既存企業が明日の市場でポジションを獲得できるよう支援しています。