Bologna sarà la prima città con una gemella digitale, che dovrebbe rivoluzionare i processi decisionali e l’urbanistica.

Il 29 marzo, la Fondazione Innovazione Urbana di Bologna ha inaugurato un ciclo di eventi dal titolo Verso un gemello digitale di Bologna, in cui viene presentato e spiegato il progetto di creare una digital twin del capoluogo emiliano, in collaborazione con la rete di città europee Eurocities e, in particolare, con Barcellona, in Spagna.

Un gemello digitale, ovvero un modello virtuale che raccoglie e analizza grandi volumi di dati sulla città fisica, renderà la città più veloce ad adattarsi a crisi e nuove necessità, e consentirà di prendere decisioni di urbanistica informate coinvolgendo anche i cittadini.

Ma cos’è esattamente un gemello digitale? Da cosa è composto e da dove viene? Esistono già altre città con una digital twin? Quali sono i risultati? E cosa cambia per la sicurezza del cittadino? Scopriamolo insieme!

I digital twin

Per gemello digitale si intende la rappresentazione virtuale di un elemento fisico, ad esempio di un’auto, di una persona o di un sistema complesso come una città. Il gemello digitale non è una copia dell’oggetto fisico in un determinato momento, ma una versione virtuale che cambia continuamente e dialoga con il suo gemello fisico grazie all’Internet delle cose e ai dati che vengono raccolti e inseriti nel modello.

Per questo, la caratteristica principale di un gemello digitale è la sua interconnessione continua e profonda con il corrispettivo fisico. I dati raccolti sull’oggetto fisico vengono elaborati tramite algoritmi di machine learning per creare previsioni e modelli su cui basare le decisioni di gestione nel mondo reale. Per approfondire la definizione teorica, puoi visitare la pagina di Wikipedia sui gemelli digitali.

Il gemello digitale non è una copia dell’oggetto fisico, ma una versione virtuale che cambia continuamente e dialoga con il suo gemello fisico grazie all’IoT.

Esempi di gemelli digitali

La tecnologia dei gemelli digitali è approdata da poco nell’urbanistica, ma esiste già da tempo in altri settori e viene impiegata in un numero sempre maggiore di casi ed esperimenti. Per capire come funziona un gemello digitale e quali sono le sue potenzialità, prendiamo il caso d’uso dell’azienda Tesla.

Tesla crea una replica virtuale di ogni singola macchina che costruisce e vende. Questo gemello digitale comunica continuamente con l’auto tramite vari sensori e attuatori, consentendo all’azienda di raggiungere due importanti obiettivi: monitorare le condizioni dell’auto, intervenendo tempestivamente in caso di problemi, e raccogliere dati su larga scala da utilizzare per la progettazione dei nuovi modelli.

L’applicazione dei digital twin nell’industria 4.0 è molto avanzata perché un’auto è un oggetto fisico relativamente semplice; le grandi applicazioni di questa tecnologia sono anche quelle più difficili, tra cui quella urbanistica e quella sanitaria. Un gemello digitale di una città ha bisogno di una quantità enormi di dati e quindi di dispositivi e processi di raccolta ed elaborazione, per questo è così difficile crearne uno completo e funzionante.

Per quanto riguarda l’applicazione medica, l’obiettivo futuristico è quello di creare un gemello digitale di ogni persona che consenta di prevenire patologie e trattare al meglio quelle presenti in base ai milioni di dati raccolti sulla popolazione e al monitoraggio in tempo reale dei pazienti (per cui è necessaria la diffusione del 5G).

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Gemelle digitali di città funzionanti

Attualmente, nel mondo ci sono due città che hanno una gemella digitale funzionante: Zurigo e Singapore. In entrambi i casi, l’obiettivo principale è raccogliere dati per migliorare l’efficacia del piano regolatore della città. Inoltre, la creazione di un gemello digitale aperto consente di condividerne l’accesso con varie categorie di persone (tra cui i cittadini stessi) e coinvolgerle nei processi decisionali.

In Italia, Bologna ha deciso di investire in un gemello digitale e, in particolare, nella trasformazione in una smart city a tutti gli effetti. Il progetto è stato lanciato in tandem con la città di Barcellona e in parallelo alle altre capitali europee della rete Eurocities. La collaborazione tra Bologna e Barcellona nasce dall’obiettivo comune di condividere risorse e diventare dei punti di riferimento per la capacità di calcolo di dati a livello europeo. In particolare, le due città vogliono migliorare il proprio processo di digitalizzazione, le proprie politiche ambientali e vogliono promuovere l’uso pubblico del Big Data urbano.

Tutti i vantaggi dei gemelli digitali

L’uso di un gemello digitale delle città permette di:

  • Analizzare a fondo i processi urbanistici, come il traffico o l’impatto del vento sull’inquinamento atmosferico.
  • Rendere più efficiente la gestione della città, soprattutto in termini di tempo.
  • Risparmiare denaro e allocare al meglio le risorse disponibili.
  • Creare un flusso di dati bidirezionale per apportare modifiche in tempo reale.
  • Risolvere rapidamente i problemi e in modo più efficace.
  • Prevenire rischi e danni.
  • Spiegare le decisioni urbanistiche ai cittadini e coinvolgerli nei processi decisionali.

Tramite le proprie gemelle digitali, Bologna e Barcellona vogliono promuovere l’uso pubblico del Big Data urbano.

Impatto sulla sicurezza dei cittadini

La tecnologia dei digital twin promette una vera e propria rivoluzione del modo di vivere e amministrare le città, ma siamo ancora in una fase iniziale di questa trasformazione. L’esito finale dipenderà anche da un aspetto poco discusso: la sicurezza del cittadino.

Da un lato i modelli di machine learning applicati alla digital twin della città consentiranno di prevenire situazioni di rischio fisico per gli abitanti, ma dall’altro li esporranno anche a dei pericoli informatici: data breach e manomissioni dei sistemi di controllo urbanistici.

Innanzitutto, una città smart connessa a un gemello digitale è un’enorme fonte di dati, tra cui anche quelli personali dei cittadini: dai numeri di targa ai percorsi di circolazione, dalle foto delle tante telecamere di sicurezza al trasporto pubblico o alla residenza personale. Il problema di un gemello digitale aperto è che potrebbe essere facile da “bucare” per un gruppo di hacker.

Infine, c’è il problema molto reale di un attacco killware, come quelli già avvenuti alla rete idrica di una cittadina americana e a un oleodotto, fortunatamente senza vittime mortali. Se i sistemi di controllo degli elementi urbanistici vengono digitalizzati, potenzialmente diventano suscettibili a un attacco informatico. Un hacker potrebbe prenderne il controllo per creare il caos o chiedere un riscatto, e i danni prodotti nel frattempo sarebbero incalcolabili.

Per questo motivo, dovremo ancora aspettare un po’ di tempo prima di vedere dei gemelli digitali completi e sicuri. Nel frattempo, assisteremo a una progressiva digitalizzazione delle città e alla sperimentazione di sistemi di sicurezza informatica diffusi, per la protezione delle reti di dispositivi smart e dei punti di accesso.

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Buona navigazione e buona scoperta dei gemelli digitali!