Un gemelo digital es una simulación virtual de un producto, proceso o sistema que las organizaciones pueden utilizar para probar vulnerabilidades, optimizar el rendimiento y obtener información para tomar decisiones mejor fundamentadas.
Los gemelos digitales (también conocidos como tecnología de gemelos digitales o twinning digital) se utilizaron por primera vez durante el desarrollo del programa espacial Apollo de la NASA en la década de 1960. Desde entonces, han ayudado a transformar la forma en que las organizaciones de muchos sectores diferentes utilizan los datos y los análisis, optimizan los sistemas y procesos y mejoran la toma de decisiones.
Los gemelos digitales funcionan creando una representación virtual de un producto, proceso o sistema físico basado en datos en tiempo real de diversas fuentes, incluidos sensores inteligentes, fuentes de datos abiertas, análisis de captura 1D y 2D/3D, IA generativa y dispositivos de Internet de las cosas (IoT). Esta conexión “en vivo” entre el original y el gemelo permite que los gemelos digitales reflejen constantemente el comportamiento y el rendimiento del objeto o sistema que están replicando.
Debido a que los gemelos digitales se actualizan continuamente con datos del objeto o sistema original, pueden crear un sandbox de supervisión o prueba virtual que sea preciso, escalable y siempre actualizado. Esto permite a las organizaciones supervisar, analizar y ejecutar un número ilimitado de pruebas en una simulación de un objeto o sistema sin ocupar recursos ni causar interrupciones en el mundo real.
Gemelos digitales y ciberseguridad
En el campo de la ciberseguridad, las organizaciones pueden utilizar gemelos digitales para evaluar continuamente su entorno en busca de vulnerabilidades, simular ciberataques basados en las amenazas más recientes y mejorar el alcance y la precisión de sus capacidades de detección y respuesta a las amenazas para predecir y prevenir proactivamente los ciberataques antes de que se produzcan.
Gemelos digitales frente a gemelos virtuales
Tanto los gemelos digitales como los virtuales son simulaciones virtuales que las organizaciones pueden utilizar para optimizar sus productos o sistemas sin correr el riesgo de consecuencias reales. Pero hay varias distinciones importantes entre ellas, ya que sirven para diferentes propósitos.
Los gemelos virtuales se utilizan para crear una simulación detallada de un nuevo producto o proceso cuando aún está en la fase de diseño para que las organizaciones puedan probar diferentes características sin tener que crear múltiples prototipos. Esto significa que los gemelos virtuales operan dentro de un sistema de datos cerrado en un punto fijo en el tiempo y, por lo general, ya no son útiles después del lanzamiento del producto o sistema real.
Los gemelos digitales, por otro lado, son modelos “vivos” que replican un producto, proceso o sistema utilizando datos dinámicos y actualizados extraídos continuamente del original en tiempo real. Esto les permite utilizarse para analizar y optimizar el rendimiento de un producto, proceso o sistema de forma continua a lo largo de todo su ciclo de vida, a medida que evolucionan las necesidades o condiciones del mundo real.
Mientras que los gemelos virtuales replican un producto o sistema en su totalidad, los gemelos digitales simulan estratégicamente solo los componentes esenciales para la supervisión o las pruebas, proporcionando una emulación precisa y efectiva de la infraestructura. Esto les permite ofrecer los mismos beneficios, pero sin el tiempo ni el gasto de realizar un clon virtual perfecto.
¿Cuáles son los beneficios de la tecnología de gemelo digital?
Los gemelos digitales ofrecen numerosos beneficios y ventajas a empresas de todos los tamaños y sectores, entre ellos:
- Importante ahorro de costes al acelerar el desarrollo y la fabricación de productos y mejorar la eficiencia de las operaciones y el mantenimiento a lo largo del ciclo de vida de un producto o sistema.
- Procesos de diseño, planificación, mantenimiento, operaciones y fabricación más racionalizados y optimizados.
- Visibilidad en tiempo real de los riesgos, sistemas y procesos.
- Capacidad de simular múltiples entornos, circunstancias y escenarios diferentes sin ningún tiempo de inactividad, interrupción o necesidad de realizar pruebas en productos o sistemas físicos.
- Menor impacto medioambiental con menos residuos que los modelos de prueba físicos.
- Gestión mejorada del ciclo de vida del producto desde el diseño y la fabricación hasta el mantenimiento y las operaciones.
- Toma de decisiones más inteligente, clara e informada.
¿Cuáles son los tres tipos principales de gemelos digitales?
Aunque hay varios tipos de gemelos digitales, hay tres tipos principales en los que centrarse: gemelos digitales de producto, gemelos digitales de proceso y gemelos digitales de sistema.
1. Gemelos digitales del producto
Un gemelo digital de producto es una réplica virtual de todos los componentes físicos, especificaciones y características de un solo producto, como un motor de automóvil, un compresor de aire o las alas en un avión.
Los gemelos digitales de producto permiten a las organizaciones probar el diseño, la ingeniería y el rendimiento de un producto en cualquier etapa de su ciclo de vida, desde los diseños iniciales hasta su uso en condiciones reales. También pueden acelerar drásticamente el desarrollo de nuevos productos al permitir probar y analizar múltiples iteraciones diferentes sin necesidad de crear numerosos prototipos físicos.
2. Gemelos digitales de proceso
Un gemelo digital de proceso es una simulación virtual de un proceso completo de principio a fin, como un proceso de fabricación, una red logística o de operaciones, o una línea de producción en una fábrica.
La sincronización digital de procesos permite a las organizaciones supervisar y probar cómo funcionan juntos todos los diferentes componentes de los procesos más complicados y, a continuación, identificar formas de mejorar su rendimiento o eficiencia.
3. Gemelos digitales del sistema
Los gemelos digitales del sistema son réplicas virtuales de sistemas interconectados complejos completos, desde cadenas de suministro y redes de energía de servicios públicos hasta redes de transporte e infraestructura, viajes de experiencia del cliente u operaciones minoristas en tiendas.
Los gemelos digitales del sistema permiten a las organizaciones optimizar el diseño y el rendimiento de sistemas completos de extremo a extremo, incluidos todos los componentes individuales, así como la forma en que todas las diferentes piezas encajan y funcionan juntas.
¿Qué tecnologías permiten gemelos digitales?
Los gemelos digitales son posibles gracias a la perfecta integración de una serie de tecnologías avanzadas diferentes pero interrelacionadas. Estas incluyen:
- Redes IoT y tecnologías de sensores avanzadas para proporcionar una gran cantidad de datos en tiempo real necesarios para crear simulaciones precisas.
- Soluciones de cloud computing y almacenamiento de datos para almacenar y procesar de forma segura enormes volúmenes de datos y gestionar cálculos y análisis increíblemente complejos.
- Algoritmos de machine learning (ML) para analizar y evaluar datos y llevar a cabo acciones autónomas sin necesidad de instrucciones, supervisión o intervención humana explícitas.
- Tecnologías de IA generativa y modelos de lenguaje grande (LLM) para generar los datos necesarios, acelerar el desarrollo de gemelos digitales y mejorar la eficiencia y precisión de las simulaciones de gemelos digitales.
Ejemplos de aplicaciones de tecnología de gemelo digital
La eficiencia y versatilidad de la tecnología digital significa que la tecnología ha encontrado una amplia gama de aplicaciones en una variedad de industrias. Algunas de las más destacadas son la gestión de la cadena de suministro y fabricación, el desarrollo de infraestructuras de smart city y la atención sanitaria.
Uso de gemelos digitales en la fabricación y gestión de la cadena de suministro
La combinación digital permite a las organizaciones crear simulaciones virtuales de cualquier cosa, desde productos individuales hasta líneas de producción completas. Las características y los componentes se pueden probar sin tener que crear versiones físicas de cada iteracción, lo que ayuda a optimizar el rendimiento y aumentar la eficiencia en todos los aspectos del ciclo de vida de la fabricación, desde el diseño y la ingeniería del producto hasta las cadenas de suministro y la gestión del ciclo de vida del producto (PLM).
Los gemelos digitales también permiten a las organizaciones supervisar de forma remota sus instalaciones de fabricación y operaciones de la cadena de suministro en tiempo real para que puedan identificar cualquier cuello de botella o probar cambios utilizando los datos reales más recientes.
Aplicaciones de gemelos digitales en infraestructura y smart cities
La tecnología de gemelo digital se puede aprovechar para modelar, gestionar y mejorar sistemas urbanos complejos como infraestructura urbana y redes de transporte, sistemas de aguas residuales, redes eléctricas y servicios públicos.
Al permitir que los planificadores urbanos y otras partes interesadas realicen un seguimiento y optimicen los patrones de flujo de tráfico, los servicios de respuesta ante emergencias, el consumo de energía y más, los gemelos digitales pueden ayudar a las ciudades a ser más inteligentes, más limpias y más eficientes energéticamente.
Perfeccionamiento digital en atención sanitaria y supervisión de pacientes
En el campo de la atención sanitaria, los gemelos digitales se pueden utilizar para acelerar el desarrollo de nuevos dispositivos médicos y tecnología, ofrecer una medicina más personalizada y mejorar la forma en que los profesionales sanitarios supervisan y tratan a los pacientes.
Por ejemplo, los cirujanos pueden utilizar gemelos digitales para modelar órganos o practicar nuevas técnicas quirúrgicas complicadas. Los médicos pueden realizar diversas simulaciones en gemelos digitales de su pacientes para ayudar en el diagnóstico o determinar qué tratamiento es probable que tenga los mejores resultados.
Los hospitales emplean simulaciones digitales de gemelos para optimizar sus operaciones, realizar un seguimiento de la propagación de enfermedades o supervisar el progreso de un paciente en tiempo real. Y las empresas de fabricación de productos sanitarios utilizan el hermanamiento digital para fabricar mejores equipos o tecnologías médicas y sacar al mercado nuevas innovaciones más rápido y por menos dinero.
Papel del hermanamiento digital en la ciberseguridad
La tecnología digital también ha comenzado a desempeñar un papel fundamental y de rápido crecimiento en la forma en que las organizaciones diseñan, analizan y mejoran su infraestructura de ciberseguridad.
Ventajas de la ciberseguridad de los gemelos digitales
Una de las aplicaciones de ciberseguridad más potentes del hermanamiento digital es su capacidad de simular y sondear continuamente las defensas de una organización para identificar posibles puntos vulnerables. Cuando este tipo de simulación de gemelo digital se integra en una plataforma de ciberseguridad, los resultados de la simulación pueden utilizarse para activar medidas correctoras automáticas o recomendaciones de soluciones específicas.
Los gemelos digitales también pueden utilizarse en combinación con el red teaming autónomo, utilizando agentes de IA para bombardear continuamente un entorno de réplica con un número y variedad ilimitados de ciberataques simulados. (Para más información sobre los llamados red teaming, incluida su definición, véase la sección titulada «Gemelos digitales vs. red/blue/purple teams»).
Estos ataques simulados pueden mejorar drásticamente la capacidad de los equipos de ciberseguridad para identificar, evaluar y mitigar los riesgos de seguridad sin tener un impacto directo en los entornos o recursos de TI del mundo real.
Los gemelos digitales siempre se actualizan en tiempo real, los ataques simulados pueden aprovechar la última información sobre amenazas para replicar los vectores de ataque más nuevos o peligrosos. También se pueden adaptar a una industria o sector específico para imitar las mayores amenazas emergentes a las que se enfrentan actualmente.
Por último, los gemelos digitales también pueden mejorar enormemente las capacidades de respuesta ante incidentes de una organización al permitir que los equipos de ciberseguridad practiquen, formen y mejoren la forma en que responden ante amenazas y ataques reales en un entorno virtual.
Riesgos de seguridad de los gemelos digitales
Debido a que están conectados a los sistemas que están replicando y contienen datos vitales sobre ellos, los gemelos digitales necesitan protecciones de ciberseguridad. Es crucial que los gemelos digitales se basen en datos precisos y de alta integridad, y que protejan la privacidad de cualquier información confidencial o privada. También es importante evitar que los gemelos digitales sean pirateados, lo que podría permitir a los atacantes manipular el modelo para generar resultados engañosos o incluso interrumpir las operaciones en el sistema físico para el que se está utilizando.
Para proteger sus operaciones del mundo real y sus simulaciones virtuales, las organizaciones deben supervisar y controlar estrictamente quién tiene acceso tanto a los datos originales como a cualquier gemelo digital. También deben asegurarse de que sus medidas de ciberseguridad sean lo más sólidas y actualizadas posible para que los cibercriminales nunca tengan la oportunidad de corromper o invadir sus sistemas.
Gemelos digitales vs. red/blue/purple teams
Los red/blue/purple teams se utilizan para simular un ciberataque y mejorar las defensas de una organización. Los red teams asumen el papel de un atacante para identificar vulnerabilidades y evaluar la efectividad de los controles de ciberseguridad de una organización. Los blue teams adoptan la postura opuesta, defendiéndose frente a ciberataques para mejorar la detección y respuesta de amenazas. Por su parte, los purple teams ayudan a los equipos rojos y azules a trabajar juntos de forma efectiva, compartir información e información y mejorar el rendimiento de la seguridad.
Los red/blue/purple teams emplean agentes humanos que realizan pruebas o tareas específicas en un único momento, trabajando en un entorno real “en vivo”. Como se ha mencionado, esta es una potente forma de identificar vulnerabilidades y evaluar la efectividad, sin embargo, como con cualquier cosa, puede ser arriesgado trabajar en un entorno en vivo.
Aquí es donde la ventaja de un gemelo digital se vuelve aún más atractiva. Los gemelos digitales pueden llevar a cabo millones de ataques simulados en un entorno totalmente virtual de forma continua y permanente, y el entorno también se actualiza continuamente para reflejar las condiciones cambiantes del mundo real. Esto permite a las organizaciones probar sus defensas de ciberseguridad las 24 horas para identificar constantemente cualquier brecha, señalar nuevas amenazas y remediar cualquier deficiencia en su postura de seguridad.
¿Cuál es el futuro de la tecnología digital?
Los recientes avances en potencia de cálculo y tecnologías de IA han transformado la velocidad, las capacidades y la eficacia de los gemelos digitales hasta un grado extraordinario. A medida que la tecnología sigue evolucionando, varias tendencias e innovaciones nuevas tienen el potencial de remodelar o incluso revolucionar el futuro de la tecnología digital.
Estos incluyen la adopción de gemelos digitales por parte de un número exponencialmente creciente de nuevas empresas e industrias, la aparición de intercambio de información y mercados de datos de gemelos digitales y la posibilidad de integrar gemelos digitales con realidad virtual (VR) o realidad aumentada (AR) para crear simulaciones más inmersivas.
Obtenga más información sobre el futuro del gemelo digital y profundice en cómo Trend Micro utiliza esta tecnología para ayudar a las organizaciones a crear una postura de ciberseguridad más resiliente, adaptativa y preparada para el futuro.