Human Digital Twins – ist das die Zukunft der Menschheit?

Digitale Zwillinge bringen uns schnell dem Ziel näher, Fabriken und Lieferketten besser zu modellieren und unter Stress zu testen, um ein höheres Maß an Widerstandsfähigkeit zu erreichen. Doch ein Faktor wird dabei meist außer Acht gelassen: der Mensch!

Digitale Zwillinge sind viel mehr als CAD-Bilder. Sie enthalten und reagieren auf Dateneingaben und gehen dabei von einem Zustand in einen anderen über. In einem Fertigungskontext könnte dies ein Zwilling einer Maschine oder Produktionslinie sein, in den ich Daten eingebe, um zu simulieren, was unter verschiedenen Belastungen passiert.

Digitale Zwillinge sind in Sektoren wie der Fertigung bereits gut etabliert, wo sie zur Überwachung, Diagnose und Prognose eingesetzt werden, um die Leistung und Auslastung von Anlagen zu optimieren, Ausfälle von Geräten vorherzusagen oder den Bestand in der Lieferkette zu ermitteln, wobei der Mensch kein dynamischer Teil des Modells ist. Andererseits ermöglicht das Metaversum dem Menschen, dynamisch in Umgebungen zu interagieren, die aus digitalen Bildern bestehen – z. B. Möbel, Autos, Bilder von Produkten -, ohne jedoch den Zustand dieser Objekte ändern zu können.

In einer Metaverse-Umgebung können Sie die physische Anordnung der Geräte an ihrem Standort in der Fabrik sehen – höchstwahrscheinlich auf der Grundlage einer CAD-Zeichnung – und um sie herumgehen. Aber wir wären nicht in der Lage, irgendetwas zu „bedienen“, weil wir nur CAD-Bilder betrachten und nicht auf die Daten zugreifen oder sie aktualisieren können.

Setzt man einen digitalen Zwilling in ein Metaversum ein, so entsteht eine „Metafabrik“, in der die Menschen die Maschinen und Systeme, aus denen die Fabrik besteht, erleben und mit ihnen arbeiten können. Eine Metafabrik würde digitale Zwillinge lebendiger machen, weil Menschen ein enorm wichtiger Aspekt jedes Systems sind. Anders ausgedrückt: Es ist nicht wirklich ein Zwilling, wenn kein Mensch darin vorkommt.
Um die Beziehungen und Verbindungen zwischen Menschen, Gütern, Wirtschaft und Gesellschaft abzubilden, müssen wir Methoden entwickeln, die eine Simulations-, Vorhersage- und Entscheidungsfindungsumgebung zur Lösung vielfältiger und komplexer sozialer Probleme bieten.

Den theoretischen Möglichkeiten sind hier kaum Grenzen gesetzt. Das Projekt Destination Earth der Europäischen Weltraumorganisation zielt darauf ab, ein genaues digitales Modell der Erde zu entwickeln, um die Wechselwirkung zwischen Naturphänomenen und menschlichen Aktivitäten zu überwachen und vorherzusagen.

Aber das ist nur ein Anfang. Durch die Kombination von PLM (Produktlebenszyklusmanagement), intelligenter Gesundheitsfürsorge und der Entwicklung anderer verwandter Technologien wie Data Mining, Datenfusionsanalyse, künstliche Intelligenz, insbesondere Deep Learning und Humaninformatik wird das Konzept des erweiterten digitalen Zwillings als Grundlage des Konzepts des menschlichen digitalen Zwillings (Human Digital Twin, HDT) zunehmend möglich. Es wird Feedback-Informationen wie Diagnosen, Vorhersagen oder andere Vorschläge liefern und letztlich eine Zwei-Wege-Kommunikation zwischen den beiden ermöglichen. Das Modell des Augmented Digital Twin erweitert das Konzept des Digitalen Zwillings und kann verwendet werden, um die Beziehung zwischen dem physischen Raum und dem Cyberspace umfassend zu beschreiben.

Der menschliche digitale Zwilling wird eine Reihe von Merkmalen aufweisen:

  • Everyone in the real world has a corresponding HDT stored in the cyber space. Each of it has a unique index, which can be used as its ID and can also be used as an account to log in the HDT.
  • As soon as a person is born, his (let’s assuming the person is a male) HDT will be created by a qualified person who may be a doctor, his parents or other experts in a hospital or other institutes. It will accompany the whole life of the person. Next generations of the per- son will inherit some of his biological genetic characteristics. And of course, he inherits biological genetic characteristics from his ancestors too.
  • Each real person and the corresponding Human Digital Twin would change synchronously. All the change of the person himself will be transmitted to the cyber space, and the Human Digital Twin will change accordingly.
  • Some attributes of the real person, such as age, height will increase naturally and gradually, and at the same time, according to the law of human growth, the Human Digital Twin will “grow” too, which can be corrected by the information coming from its real counter- part.
  • All kinds of wearable sensor data, such as weight, blood pressure, pulse, heart rate, respiration, blood glucose, exercise volume and emotional changes, are sent to the Human Digital Twin through communication technology.
  • Human beings are more complex entities and more difficult to represent in cyber space. Modeling, Data Analysis and Data Fusion re- quire much more knowledge than what needed when constructing a Digital Twin.

Der Mensch ist ein komplexes Wesen und im Cyberspace nur schwer darstellbar. Modellierung, Datenanalyse und Datenfusion erfordern viel mehr Wissen als bei der Konstruktion eines digitalen Zwillings.

Was können wir mit menschlichen digitalen Zwillingen noch erreichen? Zum einen können digitale Zwillinge mit der Persönlichkeit und den Merkmalen einzelner Menschen so reagieren, als wären sie die echten Menschen, wenn sie von anderen im Cyberspace angesprochen werden. Umgekehrt kann der Digitale Zwilling, wenn er autonom handeln darf, auch auf andere zugehen. Ein Treffen zwischen Digitalen Zwillingen kann zum Beispiel nützlich sein, um Gruppenintelligenz zu entwickeln, da es Ihnen ermöglicht, sofort eine Vereinbarung zu treffen, indem Sie ein breites Spektrum an Persönlichkeiten und Fachwissen mischen, ohne dass Sie Menschen in der realen Welt befragen müssen, und Sie können Dinge wie die Visualisierung von Trends im Denken der Gruppe in Echtzeit tun.

Mit Hilfe des Digitalen Zwillings können Sie den Bereich menschlicher Aktivitäten von der realen Welt auf den Cyberspace ausdehnen. Im Cyberspace verhält sich der Digitale Zwilling so, als wäre er die Person selbst, was es möglich macht, einen leistungsstarken persönlichen Assistenten zu schaffen, der im Namen der realen Person arbeitet. Die Tatsache, dass ein Digitaler Zwilling dupliziert werden kann, bedeutet, dass es auch möglich ist, an mehreren Orten gleichzeitig zu arbeiten.

Digitale Zwillinge können auch dazu verwendet werden, mit Menschen zu kommunizieren, die derzeit nicht existieren, wie z. B. Verstorbene, um Wissen und Erfahrungen zu sammeln. So können Sie beispielsweise mit Ihrem vergangenen und zukünftigen Ich in Dialogen kommunizieren, die in der realen Welt nicht möglich wären. Diese Dialoge können zur Förderung der Selbsterkenntnis, zur Wiederentdeckung der eigenen Person, zur Gewinnung von Ideen usw. sowie zur persönlichen Entscheidungsfindung genutzt werden.

Sie können Digitale Zwillinge auch als Schnittstelle im Cyberspace verwenden. Sie können zum Beispiel ein Derivat Ihres eigenen Digitalen Zwillings schaffen, das mit Fähigkeiten ausgestattet ist, die Sie nicht besitzen (z. B. Sprachkenntnisse), indem Sie die Fähigkeiten Ihres eigenen Digitalen Zwillings mit denen eines anderen austauschen oder verschmelzen. Sie können diese neu erworbenen Fähigkeiten dann in der realen Welt mit Hilfe verschiedener Geräte nutzen.

Digital Twin Computing besteht nicht nur aus völlig neuen Technologien, sondern nutzt auch verschiedene bestehende Technologien wie Hardware, Software, Netzwerke sowie KI und IoT. Wir müssen einen Querschnitt durch eine Vielzahl von technischen Bereichen betrachten, um ein Gesamtbild zu erhalten. Darüber hinaus müssen wir bei der Nutzung menschlicher digitaler Zwillinge auch nicht-technische Aspekte wie ethische Fragen, die Zuverlässigkeit von Simulationsergebnissen und den Schutz der Privatsphäre eingehend prüfen.

Um dies zu erreichen, brauchen wir die Zusammenarbeit von Experten aus verschiedenen Forschungs- und Technologiebereichen, einschließlich der Sozial- und Geisteswissenschaften, der Naturwissenschaften, der angewandten Chemie und der interdisziplinären Bereiche – entweder sie selbst oder ihrem Humanen Digitalen Zwilling!


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