Die ETH Lausanne veranstaltet die "Digital Twins Days"

15. November 2021, 15:03
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Die Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne lädt zur zweitägigen Veranstaltung rund um das Thema digitale Zwillinge ein.

Im SwissTech Convention Center finden diese Woche die "Digital Twins Days" der ETH Lausanne (EPFL) statt. "Digital Twins" sind Computermodelle von Dingen, die in der realen Welt existieren. Angewendet werden solche Modelle heute schon in der Architektur oder im Strassen- und Schienenverkehr. Sie bilden einen Gegenstand oder ein menschliches Organ ab und arbeiten parallel zu ihrem Original. Sie sind eine Kombination aus Daten, Algorithmen sowie künstlicher Intelligenz und existieren in einer virtuellen Welt, wie ein Avatar, bleiben dabei aber permanent mit ihrem realen Zwilling verbunden, so die Technische Hochschule. "Das ermöglicht, die von uns verwendeten Systeme besser zu verstehen und ihre Funktionsweise anzupassen", erläutert Dimitris Kyritsis, Leiter der EPFL-Gruppe ICT for Sustainable Manufacturing in der Mitteilung. Ein Beispiel hierfür ist ein digitaler Zwilling für ein Atomendlager, den die Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (Nagra) in Auftrag gegeben hat.

Die hohe Schule des menschlichen Abbilds

Ein Ziel der digitalen Zwillinge im Bereich der Gesundheitsfürsorge besteht darin, Echtzeitmodelle des gesamten menschlichen Körpers zu erstellen. David Atienza, Leiter des EPFL-Labors für eingebettete Systeme, und Adrian Ionescu, Leiter des EPFL-Labors für nanoelektronische Bauelemente, sind überzeugt, dass diese Technologie in den nächsten Jahrzehnten verfügbar sein wird.
Eine Simulation des menschlichen Körpers ist laut Atienza die komplizierteste Art des digitalen Zwillings. "Er umfasst verschiedene Systeme, die alle miteinander kommunizieren, und Phänomene, die auf verschiedenen Ebenen auftreten. Und je genauer der digitale Zwilling sein soll, desto länger dauert seine Entwicklung. Es gibt noch eine Reihe von Entwicklungsschritten und Versionen, die wir durcharbeiten müssen."

Stadtplanung und Nachhaltigkeit

Etwas näher in Griffweite als der menschliche Körper liegt eine Stadt. Nächstes Jahr will die EPFL in Zusammenarbeit mit anderen Organisationen im Rahmen des Projekts Blue City den ersten digitalen Zwilling von Lausanne erstellen. Ziel ist es, einen "Digital Twin" zu schaffen, der die verschiedenen Systeme und Interaktionen modelliert: von Mikroben und Abfällen bis hin zu Energie, Wasser, Materialien, Menschen, Fahrzeugen und vielem mehr. Dies soll den Verantwortlichen der Stadt helfen, ihre Nachhaltigkeitsziele zu erreichen und die Lebensqualität der Bewohnerinnen und Bewohner zu verbessern. Im Gegensatz zu herkömmlichen 3D-Modellen geben digitale Zwillinge auch Einblick in unsichtbare Aspekte wie Lärm und Verschmutzung.

Der erste echte "Digital Twin"

Als erster echter Einsatz von digitalen Zwillingen gelte der Apollo-13-Unfall vor 50 Jahren, sagt Frédéric Kaplan, Leiter des EPFL-Labors für digitale Geisteswissenschaften. "Als sich die Explosion ereignete, mussten die NASA-Ingenieure am Boden eine Fehlersuche durchführen und eine Lösung finden - obwohl das Schiff Hunderttausende von Kilometern entfernt war". Es sei zu einem grossen Teil den Simulationen auf den verbundenen Computern - den digitalen Zwillingen - zu verdanken, dass die Ingenieure und Astronauten zusammenarbeiten, das Problem eingrenzen und schliesslich die Mission retten konnten.

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