Speciale Digital Twin

Cos’è Destination Earth (DestinE), una replica digitale del pianeta

European Space Agency (ESA), European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT), European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) e Commissione europea si sono riuniti per dare vita a Destination Earth (DestinE), un’iniziativa che ha l’obiettivo di sviluppare una replica digitale accurata della Terra [...]
Federica Maria Rita Livelli

BC & Risk Management Consultant

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Destination Earth (DestinE) è il programma dell’Unione europea che vuole creare una piattaforma in grado di riunire un’ampia varietà di modelli, simulando sia aspetti chiave del clima sia ecosistemi umani.

La chiave del progetto è un digital twin, un modello virtuale di un oggetto, una macchina o un sistema che può essere utilizzato per valutare le prestazioni della “controparte” del mondo reale, oppure, diagnosticare o prevedere i guasti o simulare come i cambiamenti futuri potrebbero alterarne il comportamento. In generale, un digital twin comporta sia una simulazione digitale sia l’acquisizione, in tempo reale, di dati attraverso sensori per mantenere aggiornato il modello. Nonostante, ad oggi, i digital twin siano stati utilizzati principalmente in contesti industriali, negli ultimi anni c’è stato un crescente interesse nell’applicarli al campo della simulazione climatica con l’obiettivo di fornire un modo più interattivo e, al contempo, tracciare e prevedere in modo più dettagliato i cambiamenti negli ecosistemi, quali l’atmosfera e gli oceani, che influenzano il clima del nostro pianeta.

Progetto europeo Destination Earth (DestinE)

L’European Space Agency (ESA), l’European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT), l’European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) e la Commissione europea si sono riuniti virtualmente il 30 marzo 2022 per inaugurare Destination Earth (DestinE): un’iniziativa rivoluzionaria che, di fatto, riunisce l’eccellenza scientifica e tecnologica digitale europea con l’obiettivo di sviluppare una replica digitale altamente accurata della Terra per riuscire a spiegare le cause e gli effetti del cambiamento climatico e, al contempo, per progettare azioni che ci permettano di anticipare gli scenari che ci attendono e di gestire i rischi ad essi correlati.

Di cosa si tratta?

DestinE fa affidamento sia a tecnologie digitali avanzate basate su cloud computing, gestione dei big data, intelligenza artificiale e machine learning sia a informazioni scaturite da dispositivi come telefoni cellulari e sensori IoT che consentono l’acquisizione rapida ed economica dei dati da miliardi di dispositivi interconnessi distribuiti in tutto il mondo. Tutto ciò costituirà parte integrante del futuro Digital Twin Engine (DTE) di ECMWF, della piattaforma di servizi principali dell’ESA e del data lake di EUMETSAT.

Di fatto, DestinE consentirà ai suoi utenti di esplorare gli effetti dei cambiamenti climatici sulle diverse componenti del sistema terrestre, insieme a possibili strategie di adattamento e mitigazione.

Il progetto contribuirà, altresì, al raggiungimento degli obiettivi della transizione verde e supporterà le azioni del Green Deal e della Digital Strategy della Commissione Europea in termini di cambiamenti climatici, biodiversità e deforestazione. Inoltre, aiuterà anche a monitorare la sicurezza alimentare, i cambiamenti nelle regioni polari e l’innalzamento del livello del mare.

Il progetto DestinE sarà implementato gradualmente secondo la seguente programmazione:

  • entro il 2024: lo sviluppo della piattaforma di servizi core, del data lake e dei primi due Digital Twin relativi a eventi naturali estremi e all’adattamento ai cambiamenti climatici;
  • entro il 2027: un ulteriore miglioramento del sistema DestinE e integrazione di Digital Twin aggiuntivi e servizi correlati;
  • entro il 2030: una replica digitale “completa” della Terra.

Gli utenti – siano essi scienziati, imprese commerciali o responsabili politici – potranno interagire con la piattaforma, accedere a informazioni, analisi di scenario, servizi di previsione e simulazione, con l’obiettivo finale di accelerare la transizione verde, prevedere – in base alle proprie esigenze specifiche – il degrado ambientale e adattare i propri flussi di lavoro e modelli basati sui dati.

Destination Earth – new digital twin of the Earth will help tackle climate change and protect nature

Video

Prima fase dell’iniziativa DestinE

La prima fase di DestinE alimenterà due Digital Twin Earth (DTE) – i.e. Digital Twin on Weather-Induced & Geophysical Extremes e il Climate Change Adaptation Digital Twin – e si focalizzerà sul clima e sulle problematiche di adattamento ai cambiamenti climatici, rivoluzionando la capacità europea di monitorare e prevedere l’evoluzione del nostro pianeta attraverso elaborazioni computazionali sofisticate atte a fornire la previsione degli eventi estremi e, al tempo stesso, creare applicazioni per monitorare i cambiamenti climatici.

I due DTE – costantemente alimentati con dati di osservazione della Terra combinati con misurazioni in situ e intelligenza artificiale – saranno in grado di monitorare la salute del pianeta, eseguire simulazioni del sistema interconnesso della Terra con il comportamento umano e contribuire a sostenere le politiche ambientali europee.

Tuttavia, è doveroso sottolineare che la sfida maggiore che si dovrà affrontare nella realizzazione di DestinE riguarderà soprattutto la parte ingegneristica del progetto, dato che la maggior parte dei modelli critici ad oggi utilizzati è stata sviluppata isolatamente, utilizzando approcci molto diversi. Pertanto, risulterà un compito arduo garantire una “fusione” tra i singoli modelli, senza dimenticare che sarà altresì fondamentale individuare modalità per interfacciare flussi di dati tra loro disomogenei.

Pianeta Terra e la gestione del rischio

DestinE si converte, di fatto, in un ulteriore volano in termini di strategia digitale europea, incentrata su dati, tecnologia e infrastrutture, capace di dimostrare la pianificazione del rischio.

Siamo di fronte a un’ulteriore conferma della potenzialità dell’intelligenza artificiale, dei Digital Twin e dei data lake. Ovvero, attraverso digitalizzazione e innovazione, la previsione del rischio diventa un’arte più precisa per ottenere una visione a 360 gradi e prevedere vulnerabilità future, valutando la probabilità di potenziali minacce e, di conseguenza, sviluppare approcci proattivi per gestire e ridurre al minimo i rischi futuri.

Si può giungere ad affermare, in modo ardito, che la tecnologia digitale si converte in leva strategica innovativa. Ovvero, applicando l’approccio aristotelico “conosci te stesso” – in questo caso “conosci il tuo Pianeta” – riusciremo, grazie a tecnologie all’avanguardia, a prendere consapevolezza delle vulnerabilità dei nostri ecosistemi, identificare strategie e soluzioni di resilienza quanto mai necessarie, soprattutto se vogliamo garantire la continuità del genere umano e un futuro migliore.

Conclusioni

La società di oggi si trova ad affrontare sfide ambientali globali senza precedenti in termini di sicurezza alimentare, idrica ed energetica, resilienza ai pericoli naturali, crescita della popolazione, migrazioni, pandemie, sostenibilità degli ecosistemici naturali, povertà e sviluppo di un’economia sostenibile.

I DTE dell’iniziativa DestinE possono rappresentare una soluzione per generare l’”intelligenza” necessaria per affrontare le sfide del cambiamento globale, facilitare la transizione verde europea e contribuire alla realizzazione dell’agenda degli obiettivi di sviluppo sostenibile (SDG) delle Nazioni Unite.

Il flusso costante di nuove tecnologie, oggi più che mai, è destinato a garantire i progressi verso il sogno di produrre una copia digitale della Terra attraverso la consapevolezza della sua “filosofia”.

Ovvero, come affermava Galileo Galilei nel suo “il Saggiatore”: “La filosofia è scritta in questo grande libro – intendo l’universo – che è continuamente aperto al nostro sguardo, ma non può essere compresa se non si impara a comprendere la lingua con cui è scritto. È scritto nel linguaggio della matematica e i suoi caratteri sono triangoli, cerchi e altre figure geometriche senza le quali, è umanamente impossibile comprenderne una sola parola; senza questi, si vaga nel labirinto oscuro”. Un labirinto dal quale la digitalizzazione della ricerca ci aiuterà a uscire in tempi fino a ieri impensabili.

 

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