Digitaalisten kaksosten teknologia muuttaa lähitulevaisuudessa ihmisten elämän – ainakin jos uskomme teknologian parissa työskenteleviä futuristeja.
Yksinkertaisimmin ilmastuna digitaalinen kaksonen on tarkka virtuaalikopio todellisuudesta.
Kun kaksonen sovitetaan yhteen sopivien algoritmien kanssa, voidaan simulaation avulla tehdä ennustavaa mallinnusta: esimerkiksi tutkia, miten rakennuksen infraa muuttamalla voitaisiin säästää energiaa.
Teknologian parissa työskentelevät Tata Consultancy Services -yhtiön futuristit Frank Diana ja Bill Quinn kannustavat myös Suomea hyödyntämään uutta teknologiaa päätöksenteossa.
Futuristien mukaan valtiot voivat käyttää teknologiaa tulevaisuudessa esimerkiksi kriisinhallinnassa.
Malleilla voidaan ennustaa esimerkiksi maastopalojen leviämistä, tulvariskejä hurrikaanikausina, jäätiköiden sulamisen aiheuttamaa merenpinnan nousua tai pandemiariskiä.
Miten sitten Suomessa? Meillä ei ole hurrikaanikausia, eikä kylmä pohjola ole perinteisesti ollut planeettamme keskeisiä tautihautomoita.
Mutta navakat tuulet täälläkin puhaltavat ja pyryttävät talvella puiden päälle raskaan, oksia sähkölinjojen päälle taittavan lumikuoren.
Diana ja Quinn ajattelevatkin, että Suomessa teknologiaa voitaisiin käyttää vaikkapa sähköverkon turvaamiseen ja etenkin haja-asutusalueita piinaavien sähkökatkojen ennustamiseen.
Pitkä sähkökatko uhkaisi huoltovarmuutta etenkin kylminä talvikuukausina. Puolustusministeriö kannustikin vuonna 2019 kotitalouksia varautumaan uhkaan sähköriippuvaisessa maailmassa.
Virtuaalisista elimistä virtuaaliseen elämään
Digitaalisten kaksosten käyttö alkoi teollisuuden tarpeista: miten tuotantolaitoksen saisi mahdollisimman tehokkaaksi. Koneista saatiin helposti tarkat mitat ja niiden toiminta oli ennustettavaa.
– Mutta nyt esineiden internetin ja virtuaalitodellisuuden kehityksen myötä teknologian mahdollisuudet laajenevat, Diana kertoo.
Digitaalinen kaksonen voi olla vain algoritmi, pelkkiä numeroita laskentataulukossa, mutta teknologia mahdollistaa myös kohteiden 3D-mallintamisen. Diana ja Quinn kertovat esimerkiksi maratonjuoksia Desiree Lindenin sydämestä tehdyn kaksosen.
Mallin avulla olympiaurheilija selvitti, miten hän voi optimoida harjoituksiaan ja sai puristettua minuutin murto-osia jokaiselta juostulta kilometriltä.
Digitaalinen sydän on vain yksi esimerkki. Muutkin ihmiskehon elimet ovat mallinnettavissa aina ihosta ohutsuoleen ja aivoihinkin.
Niin pitkälti kuin ihmiskeho on kuvattavissa ja pääkoppamme sisäinen toiminta arvioitavissa erilaisin testein, voimme kopioda myös ihmisiä virtuaalitodellisuuteen.
Ensimmäisenä uusien mallien vaikutukset voisivat näkyä lääketieteessä ja terveydessä.
– Jos esimerkiksi lapsesta luotaisiin kaksonen heti syntymän yhteydessä ja kaksonen kasvaisi ja eläisi lapsen kehityksen mukana aikuisuuteen, voisimme havaita paljon aiemmin vaikkapa sydänsairauksia, diabetesta tai syöpää, Bill Quinn kertoo.
Ihmisen virtuaalikopiointi kuulostaa tieteisfiktiolta, mutta voi olla arkipäivää lähitulevaisuudessa.
Frank Diana väläyttää esimerkiksi mahdollisuutta rakkaan läheisen mallintamisesta: kuoleman jälkeen läheisen kanssa voisi ”keskustella” virtuaalitodellisuudessa ja ehkä löytää lohtua surutyöhön, tai kysyä edesmenneeltä isoäidiltään neuvoa, silloin kun sitä eniten kaipaisi.
Suuret mahdollisuudet tuovat suuret uhat
Kolikolla tapaa olla kääntöpuolensa ja niin myös digitaalisissa kaksosissa pulmansa.
Jos teknologia tosiasiassa on niin mullistava kuin futuristit uskovat, tarjoaa se valtavian mahdollisuuksien ohella yhtä suuria uhkia.
Mitä, jos terveystietoni vuotavat vääriin käsiin? Tai tiedot tärkeästä infrastruktuurista? Yhtä hyvin kuin malleja voi käyttää hyvään, voi niillä tutkia myös, miten tuotetaan mahdollisimman paljon vahinkoa ja pahaa.
– Olemme nähneet tämän ennenkin: tuli sopi hyvin ruuanlaittoon, mutta poltti koteja. Historiallisesti teknologian riskien hallinta on vaatinut maailmanlaajuista kokoontumista, kuten vaikkapa ydinaseriisunnassa, Diana sanoo.
– Hyvä uutinen on siis se, että olemme tehneet tämän aiemminkin. Huono uutinen on se, ettei vaadittavaa kapasiteettia varjopuolten hallintaan ehkä vielä ole.
Dianan mukaan ihmiskunta tarvitsee uusia instituutioita riskienhallintaan, ja se vaatii yritysten ja hallitusten yhteistyötä maailmanlaajuisesti.
Olemmeko uuden ajanjakson kynnyksellä?
Mutta kuinka kaukana nyt ollaan siitä, että suuri utopia toteutuisi? Suoraan sanottuna vielä kaukana, mutta TCS:n futuristit uskovat, että tekniikan puolesta kaikki on mahdollista jo nyt.
– Ilmastonmuutos, jotkin kroonisista sairauksistamme, kuten syöpä, Parkinsonin tauti ja Alzheimerin tauti, uskonko, että voimme lopulta ratkaista nämä ongelmat? Kyllä, mutta paljon täytyy tapahtua, jotta se toteutuisi, Diana sanoo.
Ilmastonmuutos on mielestäni hyvä esimerkki. Voisimmeko lopulta käyttää tiedettä ja teknologiaa ongelman ratkaisemiseen? Mielestäni vastaus tähän kysymykseen on kyllä, mutta onko maailmanlaajuista tahtoa tehdä niin?
Frank Diana
Hän lisää samaan hengenvetoon, että monet asiat voivat mennä pieleenkin, koska maailmassa vallitsee kaaos ja kehitystä ohjaa myös politiikka.
– Ilmastonmuutos on mielestäni hyvä esimerkki. Voisimmeko lopulta käyttää tiedettä ja teknologiaa ongelman ratkaisemiseen? Mielestäni vastaus tähän kysymykseen on kyllä, mutta onko maailmanlaajuista tahtoa tehdä niin, Diana kysyy.
Mitä suurempi kaksonen, sitä enemmän tarvitaan laskentatehoa. Lopulta sekään ei ehkä ole este. Amerikkalainen teknologiajätti Nvidia julkisti tämän vuoden alussa digitaalisen kaksosen planeettamme ilmastosta.
Supertietokoneen lihaksilla pyörivä Earth-2-simulaatio sai innostuneen vastaanoton ja esimerkiksi Taiwanin valtio käyttää sitä jo tänä vuonna tuhoisien taifuunien ennustamiseen, jotta evakuointikäskyt saataisiin mahdollisimman ajoissa liikkeelle.
Digitaalinen kaksonen Maasta pyörii myös Kajaanissa LUMI-supertietokoneella, ja sekin auttaa sään ennustamisessa. Malli on osa EU-komission Destination Earth -hanketta.
Suurin hidaste teknologian läpimurrossa lienee lopulta ihmisen arvaamattomuus.
Frank Dianan mukaan historiallisesti ihminen on erittäin itsepäinen laji, joka ei halua muuttua, vaan jumittuu vanhoihin tapoihin toimia. Tulevaisuudenvisioiden toteutuminen vaatisi tuttujen asioiden uudelleenoppimista.
– Menneisyydessä on tarvittu erilaisia sytyttimiä ajattelun muuttamiseen. Sellaisia olivat esimerkiksi ensimmäinen maailmansota, suuri lama ja toinen maailmansota. Viimeinen kerta, kun maailma todenteolla muuttui, oli toisen maailmansodan jälkeen, Diana sanoo ja viittaa historian muutossykleihin, joiden hän katsoo olevan 80–100 vuoden mittaisia.
– Toisesta maailmansodasta on kulunut nyt noin 80 vuotta. Siksi voitaisiin väittää, että olemme uuden aikakauden kynnyksellä.