Il gemello digitale della Germania: verso una realtà digitale intelligente

Dal 1975 la popolazione umana è raddoppiata e, contemporaneamente, sono aumentate anche le emissioni di anidride carbonica. Nell’estate 2021, la Germania ha vissuto in prima persona l’impatto del cambiamento climatico. Gravi innondazioni hanno causato non solo la morte di tante persone, ma anche immensi danni materiali. La pandemia di COVID-19 ci ha colti di sorpresa, mettendo a dura prova la resilienza della nostra società e del nostro sistema. Tuttavia, la pandemia ha anche incoraggiato la diffusione del digitale su larga scala e mostrato il potenziale di collaborazione e produttività digitali.

L’esperienza della pandemia ha favorito l’ascesa di una nuova era di gemelli digitali e, di conseguenza, del “Mirror World” – un elemento fondamentale per future collaborazioni digitali. Con lo sviluppo dell’internet, l’informazione si è digitalizzata ed è diventata leggibile elettronicamente, permettendo agli algoritmi di trovare le risposte alle domande recuperandole in una quantità di dati quasi infinita. Il passaggio successivo è la digitalizzazione del nostro mondo fisico per renderlo leggibile dalla macchina. L’internet sta diventando uno spazio multidimensionale che supporta i processi decisionali di collaborazione tramite l’analisi dei dati e le simulazioni. Da Hexagon stiamo parlando di creare una Smart Digital Reality, cioè una realtà digitale intelligente.

se non vedi una cosa, non la puoi misurare.

Come ha detto Peter Drucker, il guru del management, in una famosa frase: “Se non puoi misurare una cosa, non puoi gestirla.” Un’estrapolazione di questa affermazione può essere applicata al “Mirror World”: se non vedi una cosa, non la puoi misurare. Per fare un esempio prendiamo la protezione dalle alluvioni.

Sappiamo che l’acqua cerca sempre il punto più basso. E se noi sapessimo in anticipo quali aree sarebbero sommerse in caso di un’alluvione? Avanzate soluzioni per la cattura della realtà ci permettono di creare un modello topografico ad alta risoluzione che è in grado di visualizzare dettagliatamente infrastrutture, edifici e vegetazione di un intero paese come la Germania. Grazie alla tecnologia LiDAR a singolo fotone sono ora attuabili modelli 3D in modo economico.

La nostra soluzione è dalle quattro alle dieci volte più efficiente dei metodi LiDAR comuni, perché come minimo quadruplica la risoluzione delle immagini. Utilizzando un solo aeroplano siamo in grado di rilevare tutta la Germania in soli cinque mesi, soddisfacendo facilmente la precisione di quota richiesta di dieci centimetri. LiDAR a singolo fotone e LiDAR a modalità Geiger ci permettono di rilevare ampie aree della superficie, mantenendo l’alta risoluzione necessaria per localizzare gli oggetti in modo affidabile e creare un’immagine speculare realistica che può anche comprendere il terreno sotto la vegetazione, i dettagli sotto le infrastrutture, come i ponti, e anche quello che si trova fino a dieci metri sotto il livello dell’acqua. Il risultato è un modello topografico coerente e molto dettagliato – una fonte di informazioni unica e non disponibile in passato.

Per la simulazione di scenari di alluvioni sono particolarmente importanti le aree ripariali, coperte generalmente da una vegetazione che i progettisti possono rimuovere nel modello per vedere cosa si nasconde sotto. Il terreno sott’acqua è un parametro decisivo per il comportamento di deflusso dei corsi d’acqua e dei fiumi. Servendoci di algoritmi, possiamo prevedere in che quantità e in quali direzioni l’acqua si espanderà in caso di piogge intense. A seguito del cambiamento climatico, la previsione degli scienziati è che nell’Europa occidentale l’intensità crescerà del 3%-19% e la frequenza fino a nove volte.

Un modello topografico nazionale, coerente e unificato, sarebbe una fonte preziosa di informazioni precedentemente non disponibili a tutta una serie di settori. I gemelli digitali diventeranno uno strumento indispensabile per le aziende e le autorità locali per progettare, pianificare e gestire infrastrutture e risorse connesse: per le aziende energetiche per pianificare e mantenere le linee di trasporto dell’energia, e per le aziende di telecomunicazioni per consolidare il lancio della copertura 5G. Anche altri settori potrebbero beneficiare di questa tecnologia, tra cui quello forestale, di ingegneria idraulica e l’industria aeronautica.

Quello che sembrava fantasia dieci anni fa, è diventato realtà

In aree densamente edificate, come le città, utilizziamo sensori ibridi per creare un’immagine speculare fotorealistica completa del mondo fisico. Combinando molteplici tipi di set di dati, come le scansioni aeree e i dati da panoramiche delle strade, Hexagon crea un modello “supermesh” che permette agli urbanisti di visualizzare le relazioni di pianificazione velocemente e facilmente. Un “supermesh” ci permette di vedere uno spazio urbano in tutti i suoi dettagli, sia dall’alto che dal basso.

Inoltre, l’intelligenza artificiale consente la classificazione automatica degli oggetti come tetti, pannelli solari e ferrovie con un tasso di precisione fino al 99%. Algoritmi di IA possono estrarre dati semantici delle immagini e assegnare attributi a ciascun pixel nel mesh. Questo ci permette di rilevare fino al 20% in più di superfici sigillate e di determinare l’esatto inventario di spazi verdi, inclusi gli alberi. Questi punti di dati aiutano gli urbanisti, ad esempio, a valutare la quantità di spazio disponibile per nuove misure strutturali. Ricatturare queste aree a intervalli regolari aiuterà a delineare e valutare i progressi.

Connettere sistemi complessi per gestirli

In sfide complesse, per poter estrapolare informazioni significative dai dati, abbiamo bisogno di combinarli. Tale possibilità di connessione culmina nel metaverso o quello che ci piace definire “realtà digitali intelligenti”.

La realtà digitale intelligente permette a chi decide le strategie di trovare soluzioni a sfide complesse, come ad esempio come affrontare il surriscaldamento urbano. I nostri modelli ci permettono di simulare diversi scenari di vento e ricambio d’aria, raccomandando misure strutturali che miglioreranno il clima urbano a lungo termine. Inoltre, i dati in tempo reale ottenuti con sensori di sorveglianza 3D possono essere abbinati al gemello digitale di infrastrutture critiche per permettere ai team addetti alla sicurezza di coordinare misure decisionali importanti.

La risposta di Hexagon al metaverso è HxDR, la sua soluzione di realtà digitale intelligente, una piattaforma di stoccaggio, visualizzazione e collaborazione su base cloud per la cattura della realtà e di dati geospaziali, dove confluiscono mondi speculari di intere città e paesi. HxDR sta diventando il nostro marketplace per i dati aerei di Hexagon e Metro HD. Le prime città che sono state aggiunte al nostro programma dati di modelli di città digitali “Digital City Models” sono Monaco di Baviera, Colonia, Stoccarda, Francoforte, Vienna, Milano, Amsterdam, Stoccolma, Dallas, New York e Tokyo. Hexagon si impegna a rendere la trasformazione digitale urbana più efficiente e sostenibile. Non vediamo l’ora di iniziare i progetti impegnativi ma gratificanti che ci aspettano.