24 مه 2021 توسط کالج کینگ لندن
متخصصان بهداشت و هوافضا در کالج کینگ لندن، موسسه آلن تورینگ، دانشگاه کمبریج و انستیتو مهندسی محاسبات و علوم اودن در UT آستین در تگزاس گفته‌اند که پیشرفت در فناوری دوقلوی دیجیتال آن را به ابزاری قدرتمند برای تسهیل پیش‌بینی و دقت در داروها و تقویت تصمیم‌گیری برای سیستم‌های هوافضا تبدیل کرده است. مقاله آنها در Nature Computational Science منتشر شد.
دوقلوی دیجیتال، هنگامی که برای مراقبت‌های بهداشتی اعمال می‌شود، یک نسخه مجازی از اشیا- در زندگی واقعی است که می‌تواند برای پیش‌بینی عملکرد فیزیکی مورد استفاده قرار گرفته و می‌تواند نحوه پیشرفت بیماری یک بیمار و چگونگی پاسخ بیماران به روش‌های مختلف درمانی را پیش‌بینی کند.
همچنین در هوافضا، جایی که به عنوان مثال، فناوری برای نظارت و کنترل هزاران هواپیمای بدون سرنشین مورد نیاز است، اطمینان حاصل می‌کند که آنها مراقبت می‌شوند، برنامه‌های پرواز کارآمد و ایمنی دارند و می‌توانند به طور خودکار با تغییرات شرایط سازگار شوند، که این امراز مزایای زیادی، بدون نیاز به تعامل انسانی برخوردار است.
با این حال، دوقلوهای دیجیتال فعلی عمدتا نتیجه راه حل‌های فنی اختصاصی است که دستیابی به هزینه‌های قابل قبول آنها دشوار است.
نویسندگان می‌گویند که این موارد استفاده تقاضای جدیدی راجع به سرعت، قدرت، اعتبارسنجی تأیید کرده و کمی سازی عدم قطعیت در گردش کار باعث ایجاد دوقلوی دیجیتال شده است. دستیابی به آنها در مقیاس نیاز به کاهش شدید موانع فنی و تصویب آنها دارد.
پروفسور استیون نیدرر از دانشکده مهندسی پزشکی و علوم تصویربرداری، کالج کینگ لندن در پزشکی گفت، دوقلوی دیجیتال امکان آزمایش تعداد زیادی از روش‌های درمانی بر روی بیمار را فراهم می‌کند تا بهترین گزینه برای آن فرد با بیماری منحصر به فرد وی مشخص شود.
وی گفت: «با این وجود، نیاز به سرمایه‌گذاری در تئوری اساسی برای چگونگی ساخت مدل‌ها، نحوه اجرای سریع این مدل‌ها و چگونگی ترکیب چندین مدل با هم برای اطمینان از عملکرد مطابق انتظار وجود دارد. ما همچنین باید محاسبات بیشتری را در مورد چگونگی ایجاد دوقلوهای دیجیتال از داده‌های بیمار، چگونگی اندازه گیری عدم اطمینان در داده‌های بیمار و نحوه محاسبه عدم اطمینان در مدل در پیش بینی‌ها، توسعه دهیم. این‌ها همه مواردی هستند که نیاز به سرمایه گذاری بیشتر دارند.»
او خاطرنشان کرد: «ما در بیمارستان و از طریق نظارت از راه دور اندازه گیری‌های بیشتری انجام می‌دهیم و باید روش‌هایی را برای ترکیب سریع و قوی این اطلاعات بیمار در یک دوقلوی دیجیتال ایجاد کنیم تا بتواند نمایشی واحد از بیمار ارائه دهد. چالش دیگر این است که چگونه در پیش بینی عملکرد قلب در شرایط سخت، چگونه بهتر می‌شویم. ما اغلب می‌خواهیم زمان نارسایی قلب را پیش‌بینی کنیم، با این حال، فقط اطلاعاتی را داریم که تحت روش‌های معمول عملکرد از آنها به دست می‌آید.»
به همین ترتیب از منظر هوافضا، دکتر کارن ویلکاکس، مدیر موسسه مهندسی محاسبات و علوم اودن در دانشگاه تگزاس در آستین، گفت: «دوقلوی دیجیتال برای اینکه مفید باشد، باید پیش بینی و عدم قطعیت را کمی کند.
«دوقلوهای دیجیتال باید بتوانند سناریوهای «چه اتفاقی می‌افتد» را تجزیه و تحلیل کنند و پیش بینی‌های آینده را تعیین کنند، تا تصمیم گیری برای مدیریت یک دارایی فیزیکی را هدایت کنند. این بدان معنی است که دوقلوی دیجیتال نمی‌تواند فقط بر اساس داده‌ها ساخته شود، لازم است هر دو موضوع داده و مدل‌های پیش بینی، را شامل شود.»
اگرچه چالش‌هایی باز باقی مانده است، ارزش دوقلوهای دیجیتال روشن است و لازم نیست که کامل باشند تا ارزشمند باشند. ویلكاكس گفت: «حتی با محدودیت‌های موجود، دوقلوهای دیجیتال در بسیاری از زمینه‌های مختلف برنامه‌های کاربردی پشتیبانی ارزشمندی را ارائه می‌دهند. در نهایت ما دوست داریم که فناوری مورد استفاده در هر سیستم مهندسی را ببینیم. در آن زمان ما می‌توانیم نه تنها در مورد اینکه چگونه یک دوقلوی دیجیتال ممکن است روش کار سیستم را تغییر دهد، بلکه همچنین در شروع کار آن را بدانیم.»
مارک جیرولامی، مدیر برنامه مهندسی داده محور در موسسه آلن تورینگ گفت: «وعده اتصال داده محور مدل‌های ریاضی با واقعیت فیزیکی که آنها نشان می‌دهند، اصطلاحاً دوقلوی دیجیتال، در نحوه تعامل ما تحول آفرین خواهد بود. به عنوان مثال، در مراقبت‌های بهداشتی، قدرت روزافزون رایانه‌ها و الگوریتم‌ها امکان ساختن یک دوقلوی دیجیتال خاص بیمار را فراهم می‌کند و از تنوع ما به عنوان یک انسان برخوردار است و بهداشت فردی را بهبود می‌بخشد. با این حال، این پیشرفت‌های وعده داده شده که به سختی به پیروزی می‌رسد، برای تحقق کامل وعده دوقلوی دیجیتال، به تحقیقات و توسعه بنیادی بیشتر و هماهنگ‌تر نیاز دارد.»
https://techxplore.com
