Intervista con Iryna Osadcha

Iryna Osadcha, dottoranda e ricercatrice junior del progetto SmartWins, ha condotto una ricerca sull’aggiornamento dei gemelli digitali in edilizia per il suo articolo intitolato “Geometric parameter updating in digital twin of built assets: A systematic literature review”. In un’intervista condotta da Paulius Spūdys, Iryna Osadcha spiega il concetto di Digital Twins e la sua importanza nel riflettere accuratamente i dati dell’edificio e nel consentire un monitoraggio continuo.

Paulius Spūdys: Lei ha scritto un articolo su come i gemelli digitali vengono aggiornati nel settore delle costruzioni. Può iniziare spiegando cos’è un Digital Twin e come si differenzia da un Building Information Model (BIM)?

Iryna Osadcha: Il BIM e il Digital Twin sono entrambe tecnologie digitali che aiutano i professionisti dell’edilizia a gestire i dati degli edifici, ma hanno scopi diversi nell’ambiente costruito. Progettato per la collaborazione tra architetti e ingegneri, il BIM aiuta a visualizzare l’edificio e a pianificare le attività di costruzione, dalla posa delle fondamenta all’installazione dei cavi elettrici e dei sistemi HVAC. Ma se i modelli BIM 3D sono uno strumento potente per visualizzare la progettazione e la costruzione di un bene, i Digital Twin portano le cose a un livello superiore, consentendo l’interazione virtuale con questo bene e rappresentando il modo in cui le persone interagiscono con l’ambiente costruito durante la sua vita.
I gemelli digitali consentono di tracciare e gestire gli oggetti fisici attraverso un modello digitale, compreso il monitoraggio in tempo reale e la previsione basata sulla simulazione per prevedere e pianificare il comportamento e gli stati futuri.
I gemelli digitali sono la creazione di una rappresentazione digitale di un oggetto fisico che ne cattura accuratamente le caratteristiche e si adatta ai cambiamenti del suo ambiente per ottenere prestazioni ottimali. Non è un concetto nuovo. È già ampiamente utilizzata in settori come l’aerospaziale, la produzione industriale, la robotica, l’automotive, l’energia eolica, le telecomunicazioni, la sanità e altri, che utilizzano la prototipazione di oggetti per migliorare i risultati.

PS: Perché è così importante aggiornare Digital Twins durante la vita dell’edificio?

IO: Questo può sembrare ovvio all’inizio. Ma l’aggiornamento di Digital Twins è un compito così complesso perché gli edifici sono strutture molto sofisticate. Di conseguenza, verranno aggiornati solo gli elementi che servono allo scopo assegnato allo strumento. Vi è inoltre il coinvolgimento di più parti interessate e di fattori imprevedibili.
L’aggiornamento dei Digital Twins può riflettere accuratamente lo stato attuale dell’edificio, comprese le eventuali deviazioni dal progetto originale. Ad esempio, se un edificio subisce modifiche o danni strutturali, un Digital Twin aggiornato può aiutare a identificare l’entità del problema e a supportare strategie di riparazione e manutenzione informate.
Inoltre, l’aggiornamento del Digital Twin consentirà il monitoraggio continuo delle prestazioni e della salute dell’edificio. L’aggiornamento del Digital Twin garantisce a tutti l’accesso ai dati più recenti e accurati, favorendo la collaborazione e semplificando i flussi di lavoro. Questo assicura che il Digital Twin rimanga uno strumento affidabile e prezioso per tutto il ciclo di vita dell’edificio.

PS: Quali sono i principali risultati della vostra ricerca?

IO: Nel mio articolo, ho condotto una revisione sistematica della letteratura su 56 articoli per far luce sull’aggiornamento della geometria dei gemelli digitali per i beni costruiti nel settore delle costruzioni. Ho osservato che, nonostante il crescente interesse per questo argomento nelle pubblicazioni più recenti, manca ancora una copertura completa. La maggior parte degli studi esistenti tende a concentrarsi su aspetti o processi specifici legati alla modellazione virtuale o all’elaborazione dei dati.
Uno degli aspetti peculiari della mia ricerca è l’attenzione specifica alla geometria dei Digital Twin nel settore delle costruzioni, che si distingue da altri settori in cui vengono applicati i DT. Ciò ha permesso di gettare le basi per un metodo di manutenzione unificato per la geometria dei modelli virtuali che può essere ampiamente utilizzato nelle costruzioni. Affrontando lo stato attuale del settore, ho cercato di identificare le aree problematiche cruciali e di sviluppare un metodo pratico e scalabile per aggiornare la geometria dei Digital Twins in futuro.
La complessità della geometria degli edifici rappresenta una sfida quando si tratta di rappresentarla e integrarla con precisione in un gemello digitale. Il processo di aggiornamento della geometria del gemello digitale prevede varie fasi, tra cui la raccolta dei dati, l’elaborazione dei dati e la modellazione. Ogni fase ha i suoi metodi, le sue sfide e le sue considerazioni che devono essere affrontate.

PS: Considerando le complessità in gioco, quali criteri sono emersi dalla vostra ricerca per aggiornare i dati geometrici degli edifici in Digital Twins?

IO: ho sottolineato l’importanza di stabilire criteri chiari per l’aggiornamento dei dati sulla geometria degli edifici. In questo modo si garantisce che il gemello digitale rappresenti accuratamente l’edificio e che gli aggiornamenti vengano eseguiti in modo tempestivo ed efficiente. La decisione di aggiornare i dati geometrici può basarsi su fattori quali la fase del ciclo di vita dell’edificio o i requisiti specifici del tipo di edificio.
Ho anche mostrato che per aggiornare la geometria del gemello digitale vengono utilizzate diverse tecnologie e metodi, tra cui la scansione laser, gli UAV/fotogrammetria e le stazioni totali. Tuttavia, questi metodi non sono universalmente applicabili o scalabili a tutti i tipi di edifici e strutture. Sono necessarie ulteriori ricerche per sviluppare una soluzione generale applicabile a una gamma più ampia di strutture.

PS: Quali sono le fasi principali dell’aggiornamento della geometria di Digital Twins e le sfide che si presentano in ogni fase?

IO: L’aggiornamento della geometria del Digital Twin comporta tre fasi principali: Raccolta dei dati, elaborazione dei dati e modellazione. Per la raccolta dei dati, si possono utilizzare vari metodi come UAV/fotogrammetria o scansione laser. Le sfide nascono dalla scalabilità o dall’applicabilità a diversi tipi di edifici. L’elaborazione dei dati comprende la registrazione dei dati nel sistema di coordinate Digital Twin e il filtraggio del rumore. Esistono sfide nel riconoscimento e nella modellazione degli oggetti, nella scelta di metodi appropriati e nella fusione di modelli BIM esistenti. La modellazione richiede di arricchire le forme geometriche con informazioni semantiche e di stabilire relazioni tra gli elementi strutturali. Le sfide riguardano l’interoperabilità, la fusione dei modelli e la garanzia di un’efficiente gestione e analisi dei dati.

PS: Sulla base dei risultati ottenuti, su quali aree chiave dovrebbe concentrarsi la ricerca futura?

IO: La ricerca futura dovrebbe concentrarsi su casi di studio specifici di tipi di edifici e fasi del ciclo di vita ben definiti che possano essere generalizzati. Migliorare il rilevamento, la segmentazione e la classificazione degli oggetti nei dati grezzi è fondamentale per una rappresentazione accurata del gemello digitale. È essenziale sviluppare dati interoperabili e soluzioni software unificate per facilitare l’aggiornamento efficiente del DT. Affrontare queste aree farà progredire il settore e superare le sfide attuali nell’aggiornamento della geometria DT nelle costruzioni.
La democratizzazione dell’uso dei gemelli digitali nel settore delle costruzioni è fondamentale per gli sforzi di decarbonizzazione. Consentendo la collaborazione, promuovendo pratiche sostenibili e ottimizzando le prestazioni energetiche, i gemelli digitali permettono alle parti interessate di prendere decisioni informate che riducono le emissioni di carbonio e creano un ambiente costruito più sostenibile.