Avoir un jumeau numérique ?

La génétique a ses mystères, l’informatique aussi. Quand les deux s’y mettent, ça devient intéressant. Ainsi, friands d’anthropocentrisme, les informaticiens qui ont inventé les termes d’Intelligence Artificielle, Vie Artificielle, Réseaux de Neurones, algorithmes génétiques … nous concoctent depuis  une petite vingtaine d’années, dans le secret des laboratoires de recherche, des jumeaux numériques.

Là, il ne s'agit pas, comme le fit Paul Langevin en 1911, d'un paradoxe, mais bien d'un avatar qui nous soit attaché.

Un jumeau numérique, ou « digital twin » en anglais, est la représentation virtuelle d'un produit, utilisée pour la conception, la simulation, la surveillance, l'optimisation ou l'entretien du produit. Il s'agit d'un concept essentiel dans l'Internet des objets appliqué à l'industrie.

Actuellement, jumeau numérique est créé à l'aide des logiciels de modélisation ou de CAO utilisés par les concepteurs et les ingénieurs dans le développement du produit concerné. Pour ce qui est du jumeau numérique, le modèle est conservé pour les étapes suivantes du cycle de vie du produit, telles que l'inspection, la maintenance, voire la simulation.

Il s’agit d’un modèle logiciel dynamique d’un processus, d’un produit ou d’un service.

Ce modèle peut être plus ou moins élaboré et complexe : ce peut-être  une simple représentation, voire un simulateur, mais le jumeau numérique se traduit souvent en un modèle 3D des plus sophistiqués, utilisant la réalité virtuelle (bravo l’oxymoron !) et l’intelligence artificielle. Le dit jumeau fonctionne alors via la collecte d’un ensemble de données. Des capteurs permettent par exemple de récupérer ces données pour connaître et représenter l’état de l’objet et sa position dans l’espace, au moyen d’information de géolocalisation, de température, de séries chronologiques, ainsi que d’algorithmes. Par exemple, dans le cas d’un produit, on synchronise continuellement, en temps réel, ces données sur les équipements avec leur jumeau numérique, à l’aide d’une plateforme, et on les visualise via une interface telle une tablette, un téléphone numérique, des écrans muraux ou des lunettes 3D. Dans les 3 à 5 prochaines années, on peut estimer que cette technologie se déploiera largement et que des centaines de millions d’objets connectés auront leur jumeau numérique.

Pour des objets complexes comme des avions ou des voitures par exemple, un jumeau numérique peut permettre l’entretient en temps réel, chaque élément critique de l’appareil ou tout simplement tout élément qu’on entend surveiller envoie via  ses capteurs, à intervalles réguliers, les informations sur son état et son activité l’objet réel est synchronisé avec son avatar, son jumeau. On peut ainsi espérer aussi prévoir des pannes et éviter des catastrophes.

Des capteurs sur le produit considéré collectent les données sensibles et les transmettent au jumeau numérique. Cette interaction permet d'optimiser les performances du produit. Les capteurs peuvent par exemple détecter que l’embrayage d'une voiture a tendance à patiner et a besoin d'être changé. Une image se superpose alors au jumeau numérique du véhicule et transmet cette information, qui peut s'afficher sur le téléphone numérique du propriétaire ou sur le système de visualisation du fabricant, ou les deux, mais de deux façons différentes. Certaines entreprises, étendent ce concept aux chaînes de montage et à d’autres systèmes industriels.

Les images sur lesquelles se superposent les données du capteur en temps réel peuvent également être utilisées dans des applications de réalité augmentée à des fins de maintenance ou d'assistance sur le terrain. Le jumeau numérique doit alors pouvoir suivre la localisation et les déplacements du produit.

Dès lors qu’on dispose d’un jumeau numérique, synchronisé à un équipement, on peut "travailler" sur ou à partir du jumeaux comme si on travaillait sur où à partir de l'équipement en activité

A partir du jumeau numérique on peut prévoir les trajectoires possibles du devenir de l’objet ou de l’appareil, les usures, défaillances éventuelles, et donc les entretiens à faire. Ça peut évidemment générer d’importantes économies d’entretien et aussi permettre d’engranger des informations précieuses pour les objets semblables à fabriquer, par exemple dans les cas de l’aviation ou des véhicules de transport plus généralement, pour prévoir les générations suivantes d’aéronefs ou de véhicules autres comme les voitures individuelles, les camions. Plus, grâce à la synchronisation on peut envisager le pilotage à distance d‘objets plongés dans des environnements hostiles tout en gérant l’évolution de l’objet lui-même et de ses divers composants

Ce sont des millions d’objets de taille, composition, et fonction diverses qui sont concernés, des fusées spatiales, des bateaux, des voitures, des usines, des objets de plus ou moins grande complexité.

Ça peut aussi être un moyen de contrôle de ces objets depuis le jumeau numérique. Les quantités de données à engranger sont phénoménales, leur traitement nécessitera des puissances de calcul faramineuses, des bases de données renouvelées. Les différentes facettes de l’informatique seront sollicitées, de l’optimisation combinatoire à la compression des données en passant par l’apprentissage automatique.

L’évolution ultérieure en pourrait être des ensembles dynamiques virtuels de ces objets (gageons que, friands d'anthropomorphisme, on utilisera le terme de « sociétés » pour ces ensemble) et leur évolution.

On peut envisager à terme pour des personnes à risques, grand malades par exemple, handicapés, un jumeau numérique qui soit constitué à partir de tous les paramètres médicaux et biologiques et permette de prévoir les traitements adéquats et, ce qui est le plus important, les effets des dits traitements. On peut pousser le schéma plus loin. A partir d’une reconstitution en réalité virtuelle d’un individu en 3D, on peut suivre et faire piloter une intervention chirurgicale, en opérant sur l’avatar virtuel et qu’un robot l’exécute sur le patient. L’évolution de l’état du patient peut ainsi être maîtrisée.

Mais attention aux dérapages possibles, entre des mains malfaisantes ou dans une société fascisante, il s’agit là d’outils de grande puissance pour la mise sous contrôle de la société.