Um digital twin é uma simulação virtual de um produto, processo ou sistema que as organizações podem usar para testar vulnerabilidades, otimizar o desempenho e obter insights para tomar decisões mais bem informadas.
Digital twins (também conhecidos como tecnologia de gêmeo digital ou digital twinning) foram usados pela primeira vez durante o desenvolvimento do programa espacial Apollo da NASA na década de 1960. Desde então, eles ajudaram a transformar a forma como organizações de diversos setores utilizam dados e análises, otimizam sistemas e processos, e aprimoram a tomada de decisões.
Digital twins funcionam criando uma representação virtual de um produto, processo ou sistema físico com base em dados em tempo real provenientes de diversas fontes, incluindo sensores inteligentes, fontes de dados abertas, capturas em 1D e 2D/3D, AI generativa e dispositivos da Internet das Coisas (IoT). Essa conexão “ao vivo” entre o original e o gêmeo permite que os gêmeos digitais reflitam constantemente o comportamento e o desempenho do objeto ou sistema que estão replicando.
Como os digital twins são atualizados continuamente com dados do objeto ou sistema original, eles podem criar um ambiente virtual de monitoramento ou testes que é preciso, escalável e sempre atualizado. Isso permite que as organizações monitorem, analisem e realizem um número ilimitado de testes em uma simulação de um objeto ou sistema sem consumir recursos nem causar interrupções no mundo real.
Digital twins e Cibersegurança
No campo da Cibersegurança, as organizações podem usar digital twins para avaliar continuamente seu ambiente em busca de vulnerabilidades, simular ataques cibernéticos com base nas ameaças mais recentes e aprimorar o alcance e a precisão de seus recursos de detecção e resposta a ameaças, a fim de prever e prevenir proativamente ataques cibernéticos antes que eles ocorram.
Digital twins vs. virtual twins
Tanto os digital twins quanto os virtual twins são simulações virtuais que as organizações podem usar para otimizar seus produtos ou sistemas sem correr o risco de consequências no mundo real. Mas existem várias distinções importantes entre eles, pois servem a propósitos diferentes.
Virtual twins são usados para criar uma simulação detalhada de um novo produto ou processo quando ele ainda está na fase de design, permitindo que as organizações testem diferentes funcionalidades ou características sem precisar construir vários protótipos. Isso significa que os virtual twins operam dentro de um sistema de dados fechado em um ponto fixo no tempo, e geralmente deixam de ser úteis após o lançamento do produto ou sistema real.
Digital twins, por outro lado, são modelos “vivos” que replicam um produto, processo ou sistema utilizando dados dinâmicos e atualizados continuamente em tempo real a partir do original. Isso permite que eles sejam usados para analisar e otimizar o desempenho de um produto, processo ou sistema de forma contínua ao longo de todo o seu ciclo de vida, à medida que as necessidades ou condições do mundo real evoluem.
Enquanto os virtual twins replicam um produto ou sistema em sua totalidade, os digital twins simulam estrategicamente apenas os componentes essenciais para monitoramento ou testes, oferecendo uma emulação precisa e eficaz da infraestrutura. Isso permite que ofereçam os mesmos benefícios, mas sem o tempo ou o custo de criar um clone virtual perfeito.
Quais são os benefícios da tecnologia de digital-twin?
Digital twins oferecem inúmeros benefícios e vantagens para empresas de todos os tamanhos e de diversos setores, incluindo:
- Economia significativa de custos ao acelerar o desenvolvimento e a fabricação de produtos, além de melhorar a eficiência das operações e da manutenção ao longo do ciclo de vida de um produto ou sistema.
- Processos de design, planejamento, manutenção, operações e fabricação mais ágeis e otimizados.
- Visibilidade em tempo real de riscos, sistemas e processos.
- Capacidade de simular diversos ambientes, circunstâncias e cenários diferentes sem tempo de inatividade, interrupções ou necessidade de realizar testes em produtos ou sistemas físicos.
- Redução do impacto ambiental, com menos desperdício em comparação aos modelos de teste físicos.
- Melhoria na gestão do ciclo de vida do produto, desde o design e a fabricação até a manutenção e as operações.
- Tomada de decisões mais inteligente, clara e bem informada.
Quais são os três principais tipos de digital twins?
Embora existam vários tipos de digital twins, há três principais nos quais se concentrar: digital twins de produto, digital twins de processo e digital twins de sistema.
1. Digital twins de produto
Um digital twin de produto é uma réplica virtual de todos os componentes físicos, especificações e características de um único produto, como um motor de automóvel, um compressor de ar ou as asas de um avião.
Digital twins de produto permitem que as organizações testem o design, a engenharia e o desempenho de um produto em qualquer estágio do seu ciclo de vida, desde os projetos iniciais até seu uso em condições reais. Eles também podem acelerar drasticamente o desenvolvimento de novos produtos ao permitir que várias iterações diferentes sejam testadas e analisadas sem a necessidade de construir inúmeros protótipos físicos.
2. Digital twins de processo
Um digital twin de processo é uma simulação virtual de um processo completo do início ao fim, como um processo de fabricação, uma rede logística ou operacional, ou uma linha de produção em uma fábrica.
O uso de digital twinning de processo permite que as organizações monitorem e testem como todos os diferentes componentes, mesmo dos processos mais complexos, funcionam em conjunto, e então identifiquem maneiras de melhorar seu desempenho ou eficiência.
3. Digital twins de sistema
Digital twins de sistema são réplicas virtuais de sistemas complexos e interconectados como cadeias de suprimentos, redes de energia de utilidades, infraestruturas e redes de transporte, jornadas de experiência do cliente ou operações de varejo em lojas físicas.
Digital twins de sistema permitem que as organizações otimizem o design e o desempenho de sistemas completos de ponta a ponta, incluindo cada componente individual e também como todas as partes diferentes se encaixam e funcionam em conjunto.
Quais tecnologias possibilitam os digital twins?
Digital twins são viabilizados pela integração harmoniosa de diversas tecnologias avançadas diferentes, porém inter-relacionadas. Isso inclui:
- Redes de IoT e tecnologias avançadas de sensores para fornecer grandes volumes de dados em tempo real necessários para criar simulações precisas.
- Computação em nuvem e soluções de armazenamento de dados para armazenar e processar com segurança volumes enormes de dados, além de lidar com análises e cálculos extremamente complexos.
- Algoritmos de Machine learning (ML) para analisar e avaliar dados, e executar ações de forma autônoma sem a necessidade de instruções, supervisão ou intervenção humana explícita.
- Tecnologias de IA generativa e modelos de linguagem de grande porte (LLMs) para gerar os dados necessários, acelerar o desenvolvimento de digital twins e melhorar a eficiência e a precisão das simulações de digital twins.
Exemplos de aplicações da tecnologia de digital twin
A eficiência e a versatilidade dos digital twins fazem com que a tecnologia tenha encontrado uma ampla gama de aplicações em diversos setores. Algumas das mais destacadas estão na fabricação e gestão da cadeia de suprimentos, no desenvolvimento de infraestrutura de cidades inteligentes e na área da saúde.
Uso de digital twins na fabricação e na gestão da cadeia de suprimentos
O uso de digital twins permite que as organizações criem simulações virtuais de qualquer coisa, desde produtos individuais até linhas de produção inteiras. Funcionalidades e componentes podem ser testados sem a necessidade de construir versões físicas de cada iteração, o que ajuda a otimizar o desempenho e aumentar a eficiência em todos os aspectos do ciclo de vida da fabricação — desde o design e a engenharia do produto até as cadeias de suprimentos e a gestão do ciclo de vida do produto (PLM).
Digital twins também permitem que as organizações monitorem remotamente suas instalações de fabricação e operações da cadeia de suprimentos em tempo real, para que possam identificar gargalos ou testar mudanças usando os dados reais mais recentes.
Aplicações de digital twins em cidades inteligentes e infraestrutura
A tecnologia de digital twins pode ser utilizada para modelar, gerenciar e aprimorar sistemas urbanos complexos, como infraestrutura urbana e redes de transporte, sistemas de esgoto, redes elétricas e serviços públicos.
Ao permitir que planejadores urbanos e outras partes interessadas acompanhem e otimizem os padrões de fluxo de tráfego, serviços de resposta a emergências, consumo de energia e muito mais, os digital twins podem ajudar as cidades a se tornarem mais inteligentes, limpas e energeticamente eficientes.
Uso de digital twins na área da saúde e monitoramento de pacientes
No campo da saúde, os digital twins podem ser usados para acelerar o desenvolvimento de novos dispositivos e tecnologias médicas, oferecer uma medicina mais personalizada e aprimorar a forma como os pacientes são monitorados e tratados pelos profissionais de saúde.
Por exemplo, cirurgiões podem usar digital twins para modelar órgãos ou praticar técnicas cirúrgicas complexas e novas. Médicos podem realizar diversas simulações em digital twins de pacientes individuais para auxiliar no diagnóstico ou determinar qual tratamento tem maior probabilidade de trazer os melhores resultados.
Hospitais utilizam simulações de gêmeos digitais para otimizar suas operações, acompanhar a disseminação de doenças ou monitorar o progresso de um paciente em tempo real. E as empresas de fabricação na área da saúde usam gêmeos digitais para desenvolver equipamentos ou tecnologias médicas melhores, além de lançar novas inovações no mercado de forma mais rápida e com menor custo.
Papel dos digital twins na Cibersegurança
Os digital twins também começaram a desempenhar um papel fundamental e em rápido crescimento na forma como as organizações projetam, analisam e aprimoram sua infraestrutura de cibersegurança.
Benefícios dos digital twins para a cibersegurança
Uma das aplicações mais poderosas dos digital twins na Cibersegurança é a capacidade de simular e testar continuamente as defesas de uma organização para identificar possíveis pontos de vulnerabilidade. Quando esse tipo de simulação de digital twin é integrado a uma plataforma de cibersegurança, os resultados da simulação podem ser usados para acionar remediações automáticas ou recomendações direcionadas para correções.
Digital twins também podem ser usados em combinação com red teaming autônomo, utilizando agentes de IA para bombardear continuamente um ambiente replicado com um número ilimitado e variedade de ataques cibernéticos simulados. (Para saber mais sobre red teaming, incluindo uma definição, veja a seção abaixo intitulada ‘Digital twins vs. equipes red/blue/purple’).
Esses ataques simulados podem melhorar drasticamente a capacidade das equipes de cibersegurança de identificar, avaliar e mitigar riscos de segurança sem impactar diretamente os ambientes ou recursos reais de TI.
Como os digital twins são sempre atualizados em tempo real, os ataques simulados podem utilizar as informações mais recentes sobre ameaças para replicar os vetores de ataque mais novos ou mais perigosos. Eles também podem ser adaptados a um setor ou indústria específicos para imitar as maiores ameaças emergentes que estão enfrentando atualmente.
Por fim, os digital twins também podem aprimorar significativamente as capacidades de resposta a incidentes de uma organização, permitindo que as equipes de Cibersegurança pratiquem, treinem e melhorem a forma como respondem a ataques e ameaças reais em um ambiente virtual.
Riscos de segurança dos digital twins
Por estarem conectados aos sistemas que replicam e conterem dados vitais sobre eles, os próprios digital twins precisam de proteções de cibersegurança. É crucial que os digital twins sejam baseados em dados precisos e de alta integridade, além de proteger a privacidade de quaisquer informações sensíveis, confidenciais ou proprietárias. Também é importante impedir que digital twins sejam hackeados — o que poderia permitir que invasores manipulem o modelo para gerar resultados enganosos ou até mesmo causem interrupções nas operações do sistema físico que ele está replicando.
Para proteger suas operações no mundo real e suas simulações virtuais, as organizações precisam monitorar e controlar rigorosamente quem tem acesso tanto aos dados originais quanto aos digital twins. Elas também devem garantir que suas medidas de Cibersegurança sejam tão robustas e atualizadas quanto possível, para que os cibercriminosos nunca tenham a chance de corromper ou invadir seus sistemas.
Digital twins vs. equipes red/blue/purple
Equipes red, blue e purple são todas usadas para simular um ataque cibernético e aprimorar as defesas de uma organização. As equipes red assumem o papel de atacante para identificar vulnerabilidades e avaliar a eficácia dos controles de Cibersegurança de uma organização. As equipes blue assumem a postura oposta, defendendo contra ataques cibernéticos para melhorar a detecção e a resposta a ameaças. As equipes purple, por sua vez, ajudam as equipes red e blue a trabalharem juntas de forma eficaz, compartilharem informações e insights, e aprimorarem o desempenho da segurança.
As equipes red, blue e purple utilizam agentes humanos que realizam testes ou tarefas específicas em um único momento, atuando em um ambiente “ao vivo” real. Como mencionado, essa é uma forma poderosa de identificar vulnerabilidades e avaliar a eficácia, porém, como em qualquer situação, pode ser arriscado trabalhar em um ambiente ao vivo.
É aí que a vantagem de um digital twin se torna ainda mais atraente. Digital twins podem realizar milhões de ataques simulados dentro de um ambiente totalmente virtual de forma contínua e permanente, com o ambiente também atualizado continuamente para refletir as condições reais em constante mudança. Isso permite que as organizações testem suas defesas de Cibersegurança 24h por dia para identificar constantemente quaisquer lacunas, sinalizar novas ameaças e corrigir quaisquer deficiências em sua postura de segurança.
Qual é o futuro dos digital twinning?
Avanços recentes em poder computacional e tecnologias de IA transformaram a velocidade, as capacidades e a eficácia dos digital twinning de maneira extraordinária. À medida que a tecnologia continua a evoluir, várias novas tendências e inovações têm o potencial de remodelar ou até revolucionar o futuro dos gêmeos digitais.
Isso inclui a adoção de digital twins por um número exponencialmente crescente de novos negócios e setores, o surgimento de compartilhamento de informações e marketplaces de dados para digital twins, e a possibilidade de integrar gêmeos digitais com realidade virtual (VR) ou realidade aumentada (AR) para criar simulações mais imersivas.
Saiba mais sobre o futuro dos digital twining e aprofunde-se em como a Trend Micro está usando essa tecnologia para ajudar as organizações a criarem uma postura de cibersegurança mais resiliente, adaptativa e preparada para o futuro.