Informe de La Sociedad Digital en España 2019

Los gemelos digitales, un paso más en la Industria 4.0
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Los gemelos digitales, un paso más en la Industria 4.0

jueves 04 de junio de 2020, 09:00h

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Aplicando la tecnología de los gemelos digitales (digital twins) a la medicina, surge la posibilidad de crear versiones digitales de las personas que reproducen la composición de nuestro organismo y que ayudarán a predecir y evitar enfermedades. Un gemelo digital es una representación virtual de un sistema físico que se erige en paralelo a este como una entidad independiente. Se trata de un ente evolutivo que se alimenta de la conducta pasada y presente del objeto físico o del proceso en cuestión. El avatar combina el modelado y la simulación utilizando sensores y recibiendo big data.

La llegada del internet de las cosas ha permitido que los gemelos digitales puedan recolectar datos procedentes del objeto físico de manera continua a lo largo de todo su ciclo de vida. La llegada de los gemelos digitales ha sido impulsada en los últimos tiempos por el salto tecnológico que estamos viviendo en distintos campos. Por una parte, la capacidad de recolectar datos que proporciona el internet de los datos ha ido acompañada del abaratamiento de esta actividad, haciendo más asequible la tarea de nutrir de información al gemelo digital. Además, los avances en la analítica y en las técnicas de simulación digital aportan cada vez mejores resultados a la hora de procesar y estudiar inmensas cantidades de información.

Si a ello le sumamos el papel de la Inteligencia Artificial, los progresos son increíbles en el campo de la predicción de riesgos y en la simulación de soluciones, al utilizar gemelos que clonan digitalmente objetos o procesos. Finalmente, la evolución de las interfaces para relacionarnos con las máquinas ha permitido mejorar la forma de manejar y aproximarnos a estas réplicas virtuales. Son tecnologías como el reconocimiento de voz y los asistentes virtuales o la realidad aumentada.

Poco a poco van surgiendo experiencias en torno a la recreación digital de partes del organismo.

En principio, el uso de gemelos está más extendido en la industria pesada, como el sector aeroespacial, el de automoción o el de maquinaria, y en el refinado de petróleo y gas. Ello se debe al alto coste que implican y el esfuerzo que supone implementarlos. No obstante, pronto podrían extenderse a otras áreas, como la gestión urbana, el comercio minorista o el cuidado de la salud.

Digitalizando el cuerpo humano

Estas personas virtuales serán uno de los grandes avances de la tecnología médica de los próximos tiempos. Se tratará de sistemas que permitirán al personal médico realmente llegar a conocer al paciente, al disponer de información completa y en tiempo real sobre su condición física, su nivel de respuesta a los tratamientos, el ecosistema en el que se desenvuelve, la reacción ante los medicamentos e incluso sobre sus valores y objetivos vitales. El gemelo virtual de un ser humano nos puede aportar información instantánea sobre cómo afectan a su salud cambios en el entorno, en el estilo de vida o en las costumbres.

También nos permitirá establecer correlaciones entre los distintos episodios clínicos que experimenta el paciente. Sería una herramienta óptima para evaluar el resultado de un tratamiento día a día. Todos los cambios y la evolución del organismo físico quedarían reflejados en el gemelo virtual.

No obstante, poco a poco van surgiendo experiencias en torno a la recreación digital de partes del organismo. La empresa Dassault tiene en marcha el proyecto Living Heart, que se basa en construir modelos del corazón en 3D para monitorizar la circulación sanguínea y probar de forma virtual fármacos en proceso de desarrollo, así como predecir posibles arritmias producidas por medicamentos, incluso en pacientes que viven en la otra parte del mundo.

El gasto total en Digital Twins rozará los 12.700 millones de dólares en 2021


Un nuevo estudio de Juniper Research desvela que el gasto global total en Digital Twins alcanzará los 12.700 millones de dólares en 2021; un incremento del 17% desde los 10.800 millones de dólares en 2019. Los Gemelos Digitales son una representación digital de los activos físicos que utilizan los datos de IoT; permitiendo casos de uso como el mantenimiento predictivo cuando se combina con la IA.

El centro de investigación DZNE y Hewlett Packard está utilizando la arquitectura computacional MDC (Memory-Driven Computing) para estudiar a una población de 30.000 personas mayores de 30 años, en busca de las causas del Alzheimer. El objeto es analizar millones de datos para poder determinar qué biomarcadores indican la probabilidad de que una persona joven desarrolle enfermedades neurológicas más adelante en su vida.

DigiTwins: un gemelo digital para cada europeo

La iniciativa más ambiciosa en este campo es la emprendida por DigiTwins, que defiende la creación de un gemelo virtual que acompañe a cada europeo desde su nacimiento, evolucionando y reaccionando como lo hace la persona real. El objetivo que inspira este programa es transformar el sector del cuidado de la salud y el bienestar personal en beneficio de la sociedad y los ciudadanos.

DigiTwins es liderado desde el Charité-Universitätsmedizin Berlin & Max-Planck-Institute for Molecular Genetics (Alemania), la French Alternative Energies and Atomic Energy Commission (Francia) y el Berlin Institute of Health (Alemania). Sin embargo, cuenta con el apoyo de más de 200 socios de 32 países. En España participan el Barcelona Supercomputing Center, el departamento de Salud del Gobierno Vasco, el Centre de Regulació Genòmica (CRG), el Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) e IMDEA Software Institute.

Los modelos en detalle de cada paciente estarán asociados a la plataforma DigiTwins, un sistema de aprendizaje automático, para lograr una verdadera personalización de las terapias, la prevención y el bienestar. Supondrá —de acuerdo con sus responsables— una aproximación innovadora a la investigación biomédica, que será capaz de analizar mecanismos biológicos demasiado complejos para ser tratados con las herramientas convencionales.

En el momento actual, DigiTwins está poniendo en marcha proyectos piloto, como es el caso de ITFoC (IT Future of Cancer), en el que colaboran la Comisión Europea y algunos Estados miembros, que utiliza modelos de pacientes virtuales en oncología con el objeto de predecir la respuesta de la persona a un tratamiento.

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