Dr inż. Mirosław Hajder 

Doktor nauk technicznych, swoje zainteresowania naukowe koncentruje wokół cyberbezpieczeństwa, sieci obliczeń brzegowych oraz systemów CAD/CAM/CAE. Zajmuje się również projektowaniem, budową, wdrażaniem oraz eksploatacją systemów informacyjnych przedsiębiorstw przemysłowych. W tym zakresie prowadzi badania, ekspertyzy oraz doradztwo. Bierze czynny udział w wielu projektach informatycznych realizowanych na uczelni.

Współczesne wynalazki zazwyczaj charakteryzują dwie kluczowe cechy: prostota oraz ciągłość idei. Pierwsza z nich zakłada, że wszystkie genialne rozwiązania są banalnie proste i to prostota jest powodem ich wyjątkowości. Oczywiście, prostoty wynalazków nie należy trywializować. Słusznym zdaje się pogląd, że każdy złożony obiekt jest zbiorem wzajemnie powiązanych, prostych elementów, a rolą naukowca jest określenie sposobu ich oryginalnego połączenia. Druga cecha to ciągłość idei – powoduje ona, że każdy wynalazek jest udoskonalonym starym, często zapomnianym już rozwiązaniem, zrealizowanym na nowym, wyższym poziomie. Bezproblemowo można udowodnić zasadność przypisania obu powyższych cech rezultatom badań naukowych. Na ten temat napisano już wiele monografii i rozpraw naukowych, w szczególności z obszaru filozofii nauki. Dlatego, zamiast analizować właściwości wynalazków, zastanówmy się nad współczesnymi przykładami genialnych pomysłów rewolucjonizujących nasze życie. Doskonałym ich przykładem jest koncepcja cyfrowego bliźniaka. Czasami termin bliźniak zastępowany jest terminem sobowtór, co nie zmienia istoty pomysłu.

Trywialnie prosta koncepcja cyfrowego bliźniaka

Koncepcja cyfrowego bliźniaka pojawiła się w 2003 roku w artykule Michaela Greavesa, pracownika Florida University of Technology pt. Cyfrowe bliźniaki – przewaga w produkcji na bazie wirtualnego prototypu fabryki. Chociaż koncepcja ta liczy już sobie dwie dekady, dopiero w ostatnich kilku latach zyskała ona szerokie zastosowanie. Już w latach 90-tych wiele firm produkcyjnych gromadziło wszelkie dane dotyczące procesów technologicznych używanych w trakcie produkcji.

Dane te były przetwarzane za pomocą zaawansowanych metod analizy i służyły do wspomagania świadomych decyzji mających na celu usprawnienie operacji technologicznych praktycznie we wszystkich branżach przemysłu. Zaproponowana przez Greavesa koncepcja bliźniaków idzie znacznie dalej: obiekt bądź proces technologiczny opisuje się za pomocą modeli, tworząc ich analog funkcjonujący w wirtualnym świecie.

Cyfrowy bliźniak umożliwia szybsze rozwiązywanie problemów technicznych lub technologicznych poprzez znacznie dokładniejszą analizę zachodzących zjawisk i na bazie uzyskanej wiedzy projektowanie i tworzenie lepszych produktów, a ostatecznie zwiększenie zadowolenia klientów. Dzięki bliźniakom interakcja pomiędzy projektantem, producentem i użytkownikiem zachodzi wielokrotnie szybciej niż kiedykolwiek dotąd.

Tak więc koncepcja bliźniaka jest trywialnie prosta – rzeczywisty obiekt w interesującym nas zakresie opisujemy za pomocą modelu matematycznego, który wykorzystujemy do określenia jego właściwości. Cyfrowi bliźniacy zapewniają również ciągłość idei – są oni naturalnym rozwinięciem koncepcji modelowania ma-tematycznego szeroko wykorzystywanej w latach 80-tych i 90-tych XX wieku.

Wymagania biznesowe wobec cyfrowych bliźniaków

Koncepcja cyfrowego bliźniaka dynamicznie ewoluuje, wiedza na ich temat oraz obszar wy-korzystania ciągle się poszerzają. Świadczy o tym brak jednej obowiązującej definicji bliźniaka. Definicje z początku trzeciej dekady XXI wieku zakładają, że cyfrowy bliźniak to komputerowa kopia żywej lub nieożywionej istoty fizycznej, łącząca świat fizyczny i wirtualny, umożliwiając istnienie wirtualnej istoty w tym samym czasie, co jej fizycznego pierwowzoru. Nie ulega wątpliwości, że w najbliższym czasie pojawią się kolejne definicje bliźniaków, uwzględniające nowe właściwości oraz obszary wykorzystania.

Obecnie głównym użytkownikiem bliźniaków są przedsiębiorstwa przemysłowe. Najważniejszym wymaganiem biznesowym stojącym przed nimi jest konkurencyjność, postrzegana zazwyczaj przez pryzmat efektywności ekonomicznej prowadzenia produkcji lub świadczenia usług. Bez większego ryzyka można założyć, że warunkiem sukcesu w biznesie wytwórczym jest: produkować szybciej i taniej nowoczesne wyroby o wysokich parametrach eksploatacyjnych.

Istnieje wiele sposobów osiągania powyższego celu, jednak w ostatnim dziesięcioleciu szczególnie efektywnym okazało się jednoczesne wykorzystanie kilku powiązanych ze sobą metod i środków: wspomaganego komputerowo projektowania, modelowania i wytwarzania; Internetu rzeczy oraz inteligentnej analizy danych.

Stały się one podstawą urzeczywistnienia koncepcji produkcji cyfrowej, oznaczającej zintegrowane podejście do konstruowania oraz wytwarzania produktów w skali przemysłowej, przy użyciu systemów komputerowych i cyfrowych narzędzi. Zastosowanie do tego celu bliźniaków jest wręcz oczywiste. Początkowo cyfrowy bliźniak odwzorowywał produkt będąc jego wirtualnym modelem. Posiadanie cyfrowej kopii produktu zapewniało wprowadzanie niezbędnych korekt i tworzenie lepszego wyrobu jeszcze przed wykonaniem chociażby jednego jego egzemplarza. W rezultacie cyfrowy bliźniak rzeczywistego produktu pomagał obniżać koszty produkcji wprowadzanej na rynek, dostosowując go do warunków funkcjonowania i oczekiwań odbiorców.

Czy człowiek może mieć cyfrowego bliźniaka?

Z czasem złożoność budowanych bliźniaków rosła. Tworzono cyfrowe klony procesów i systemów, następnie pojawiły się cyfrowe kopie technologii produkcyjnych, przedsiębiorstw, korporacji czy miast. O ile zastosowanie bliźniaków w przemyśle i zarządzaniu stało się faktem a zakres ich wykorzystywania jest przewidywalny, to w obszarze medycyny i fizjologii jeszcze nie są znane granice ich zastosowania. Już obecnie szeroko tworzone i wykorzystywane są cyfrowe kopie ludzkich organów. Chociaż w literaturze nie są opisywane badania nad stworzeniem cyfrowego bliźniaka człowieka, to niewątpliwie takie prace są prowadzone i na pewno, w nieodległej przyszłości pojawią się informacje o ich wynikach. Czy cyfrowy bliźniak człowieka może stać się samodzielnym bytem? Na obecnym poziomie wiedzy jest to zapewne niemożliwe, ale nauka nie stoi w miejscu. Być może za kilka- lub kilkanaście lat…

Przeanalizujmy z pozoru nieprawdopodobny, lecz w praktyce realny scenariusz ewolucji bliźniaków cyfrowych. Wraz postępem technologii, bliźniaki będą przejmować nie tylko cechy fizyczne swych pierwowzorów, ale również ich cechy osobowe. Jeżeli więc pierwowzór będzie miał przerośnięte ego, cechę tę odziedziczy po nim również cyfrowy bliźniak. Z historii znamy przykłady, kiedy osoby z zaburzoną osobowością dążyły do dominacji nad swoim otoczeniem, uzyskując ją nierzadko za pomocą krańcowo nieetycznych działań. Fizjologia jest dla człowieka nieubłagana, wraz z wiekiem nasze zdrowie pogarsza się, a możliwości intelektualne zazwyczaj się zmniejszają, w najlepszym przypadku doświadczenie zaczyna dominować nad kreatywnością. Jednak prawa ludzkiej fizjologii nie obowiązują cyfrowego bliźniaka, którego wiedza i możliwości wraz z upływem czasu wyłącznie rosną. Naturalną tego konsekwencją jest scenariusz, kiedy cyfrowy bliźniak zapragnie dominacji nad swoim fizycznym pierwowzorem i upatrując w nim zagrożenia, będzie dążyć do jego eliminacji.

Niezależne byty mogą być zagrożeniem

Historia, od starożytnej do współczesnej, podaje wiele przykładów zgubnego wpływu na społeczeństwo jednostek pozbawionych wszelkich hamulców moralnych, których jedynym celem jest posiadanie władzy. Co prawda opisuje ona wyłącznie nieakceptowalne zachowania rzeczywistych osób, jednak postępy wiedzy mogą spowodować, że rolę tę przejmą cyfrowe sobowtóry. Człowiekowi towarzyszy poczucie wyjątkowości ludzkiego gatunku i chociaż powszechnie zgadzamy się z tezą, że we Wszechświecie nie jesteśmy jedynymi istotami rozumnymi to ograniczając się do Ziemi, owa wyjątkowość jest przekonaniem absolutnym.

Do części z nas dociera jednak prawda, że podobnie jak inteligentne roboty, cyfrowe sobowtóry budowane na bazie metod sztucznej inteligencji z czasem ewoluują do poziomu niezależnych bytów, nierzadko kopiujących nas samych, będących wręcz naszą udoskonaloną wersją. Chociaż scenariusze takie do niedawna pojawiały się wyłącznie w prozie pisarzy wizjonerów: Stanisława Lema, Arthura C. Clarka czy Isaaca Asimova, obecnie w dobie masowego wykorzystania osiągnięć współczesnej nauki stają coraz bardziej realne. Zatem czy musimy obawiać się bliźniaków? Tych cyfrowych – obowiązkowo! Jeżeli nie zachowamy koniecznej ostrożności świat przyszłości może należeć właśnie do nich.