Цифровые двойники уже здесь. Где их используют и как сделать, чтобы они не украли вашу жизнь

Что такое цифровой двойник

Цифровой двойник — это компьютерная модель реального объекта, системы или процесса, которая построена на данных из реального мира и способна обновлять эти данные практически в режиме реального времени, развиваясь вместе с оригиналом и отражая его состояние, поведение и изменения.

Цифровые двойники могут быть у:

• машин и механизмов;
• процессов на производстве;
• сложных систем (сочетания софта, железа, связанных механизмов и взаимодействия между ними);
• стран и обществ (данные по социологии, экономике, демографии и т. п.);
• космических миссий и военных конфликтов;
• и даже людей.

В принципе, это не исчерпывающий список. Потенциальных сфер применения технологии цифровых двойников множество, равно как и способов их построения. Кому-то хватает просто массива данных, которые математически просчитывает искусственный интеллект. А где-то необходимо построить полноценную 3D-модель объекта или даже загрузить его данные в сторонний носитель — робота или машину.

Когда появились цифровые двойники

Сама технология уходит корнями в космическую сферу. Одним из первых идею цифровых двойников начало активно продвигать космическое агентство NASA еще в 1960-х. Тогда между США и СССР была в разгаре «космическая гонка», и для сложных миссий в космосе необходимо было оттестировать оборудование и ракеты в самых разных стрессовых ситуациях.

Но делать такое вживую было слишком рискованно и дорогостояще — поэтому специалисты NASA сначала просчитывали все возможные сценарии с помощью математически-физических моделей своих аппаратов.

Сегодня цифровые двойники — это уже не эксперимент, а полноценный инструмент, который активно применяют, например, на производствах. В промышленности для них даже существует отдельный международный стандарт — ISO 23247, который описывает, как строятся такие модели.

Создание цифровых двойников: как это делается

Цифровой двойник — не просто 3D-модель и не один алгоритм, а сложная система, которую собирают из данных, датчиков и программной аналитики. В основе всегда один принцип: сначала собирается максимально точная информация об объекте, а затем на ее базе создается виртуальная копия, которая обновляется по мере изменений в реальности.

В промышленности все начинается с измерений. На оборудование устанавливают датчики, которые постоянно передают информацию о температуре, нагрузке, скорости работы, износе деталей и других параметрах. Эти данные поступают в систему, где на их основе строится цифровая модель. Чем больше таких показателей и чем они точнее, тем ближе виртуальная копия к реальному объекту.

В случае с городами и инфраструктурой набор данных еще шире. В цифровую модель могут загружаться:

• карты и 3D-сканы местности;
• информация о зданиях и дорогах;
• данные о транспорте и потоках людей;
• экологические показатели и погодные условия
• статистика за длительный период;
• демографические данные и результаты соцопросов и т. п.

Дальше подключается аналитика. Специальные программы, в том числе на базе искусственного интеллекта, обрабатывают поток данных и позволяют не просто «видеть» состояние объекта, но и прогнозировать, что будет дальше.

Самый чувствительный вариант — цифровые двойники людей. Здесь используются медицинские данные, результаты анализов, показания носимых устройств, история лечения и другие параметры, которые описывают состояние организма. На их основе создается модель, способная показывать, как тело может отреагировать на лечение или нагрузку. А личность — на тот или иной триггер или фразу.

Где они уже работают: заводы, логистика и производство

Самый понятный и массовый сценарий — промышленность. Там цифровой двойник — это виртуальная копия оборудования, линии или даже целого завода.

Зачем он нужен:

• тестировать изменения до того, как внедрять их в реальности;
• отслеживать состояние техники;
• предсказывать поломки;
• оптимизировать производство.

Такие модели позволяют проигрывать сценарии модернизации или загрузки производства в цифре, а не на реальном объекте. Это экономит время и деньги.

Экономический смысл здесь прямой: если можно заранее увидеть, где возникнет сбой, его можно предотвратить. Но у этой технологии есть и обратная сторона — ее внедрение само по себе стоит дорого и требует сложной инфраструктуры.

Государство и города: цифровые двойники территорий

Более высокий уровень — модели не отдельных объектов, а целых систем. Например, городов.

Один из самых известных примеров — проект Virtual Singapore. Это детальная цифровая модель города с интеграцией разных данных: инфраструктуры, транспорта, среды. Она позволяет моделировать изменения — от строительства до экологии — до того, как они произойдут в реальности.

Похожие проекты можно реализовать и на уровне государств. Цифровые двойники могут использоваться как «песочница» для проверки решений: например, как повлияет новая инфраструктура или политика на разные показатели, как повысить эффективность управления и к чему приведет та или иная экономическая политика в ближней и дальней перспективе.

Цифровой двойник человека: большой потенциал и большие риски

Следующая область, пожалуй, самая интересная. И одновременно это направление считается самым спорным.

Это так называемые Human Digital Twin — цифровые модели человека. Они менее распространены, чем модели механизмов и систем, но уже в ближайшем будущем это может измениться.

Уже в ближайшем будущем в России планируют запустить «Цифровой профиль молодого человека» на базе «Госуслуг». Разработку анонсировали в 2025 году. Она предполагает, что у российских граждан моложе 35 лет (для начала) появится расширенная версия профиля на «Госуслугах», где будут все данные про их учебу, карьерный трек, спортивные достижения, участие в конкурсах и волонтерских программах и т. п.

Это — пример узкоспециализированного цифрового профиля. Он может рассказать вашу историю и дать представление, какой вы специалист, однако мало что скажет о состоянии вашего здоровья и личности.

Впрочем, это тоже можно исправить.

Цифровые двойники в медицине

Одно из самых перспективных применений цифровых двойников людей — это медицина. Там виртуальная модель организма создается на основе анализов, показаний датчиков (начиная с умных часов), истории болезни и других данных, вплоть до расшифровки ДНК.

Эта «копия» может быть очень полезна, чтобы прогнозировать развитие уже имеющихся заболеваний и риски проявления наследственных патологий. С ее помощью можно подбирать лечение, вплоть до того, чтобы без присутствия человека тестировать отзывчивость его организма на различные виды терапий, лекарств, вакцин или, наоборот, патогенов.

Такого уровня двойники, правда, еще только разрабатываются, но все упирается лишь в сбор данных и модель для их обработки. Просто представьте: ИИ, натренированный на различных задачах из биологии и химии, строит виртуальную модель клеток вашего тела на основе анализов и генома и моделирует, как в них проникает вирус и как его потом побеждает вакцина (или не побеждает, или у пациента выявляется на нее аллергическая реакция). И все это без экспериментов на людях.

Но чем больше данных о человеке собирается, тем выше и риски. Исследователи отмечают, что из биометрии и поведенческих данных можно делать выводы о здоровье, привычках и состоянии человека — даже если он сам этого не раскрывал.

Если такие данные попадут не в те руки, разрушительный потенциал тоже огромен. Недаром пугают «кражей генетических данных россиян» — пока это скорее теория заговора, но потенциально нет противоречий в том, чтобы с помощью ИИ создавать «биологическое оружие» так же, как и индивидуальные лекарства.

Правда, скорее всего, речь не идет о том, чтобы «обучать» вирусы атаковать каких-то особенных людей (это пока технически очень сложно, да и геном с паспортной национальностью может иметь мало общего, так что риски для всех сторон высоки). Гораздо проще с помощью цифрового двойника подобрать аллерген, который с гарантией устроит конкретному человеку отек Квинке. И это лишь один из множества весомых поводов не давать свои медицинские данные кому попало.

А что с двойниками личности?

Смоделировать можно не только физическое тело, но и личность человека. Потребуется много данных и длительный их анализ, однако это делают уже сейчас: собирают образцы голоса, написанные человеком тексты, записанные видео, фото и посты в соцсетях и делают чат-ботов, которые «думают» и общаются как живой человек.

На основе этой технологии создают цифровых двойников даже умерших людей, позволяя их родственникам снова пообщаться с ними хотя бы в виртуальной реальности. Подробнее о том, как это работает, мы писали здесь:

Но у моделирования поведения и психологического профиля человека есть много и куда более приземленных способов применения. И пусть и в усеченном, ограниченном виде, но подобные цифровые двойники есть у большинства интернет-пользователей уже сейчас.

Риски цифровых двойников: от кибератак до кражи личности

У цифровых двойников есть и тревожная сторона. Причем степень риска различается в зависимости от того, о чем именно идет речь.

Киберриски

Цифровой двойник редко существует сам по себе, в изолированной среде — это делает его менее точным и не позволяет отслеживать изменения в реальном времени. Обычно он связан с целой сетью источников данных: датчиками, камерами, медицинскими приборами, промышленным оборудованием, транспортными системами. Все эти элементы подключены к интернету вещей и/или корпоративным сетям.

Исследователи отмечают, что именно интеграция с IoT-устройствами (интернетом вещей) делает цифровых двойников уязвимыми: если атаковать один из датчиков или канал передачи данных, можно повлиять на всю модель.

Если злоумышленник сможет исказить показания датчиков, вмешаться в поток телеметрии или изменить параметры модели, система начнет принимать решения на основе неверной информации. В промышленности это чревато авариями на производстве, и даже со смертельным исходом. В медицине — неверными диагнозами и прогнозами, что тоже может оказать роковое влияние на пациента. А в управлении инфраструктурой легко может спровоцировать, например, транспортный коллапс.

Риски приватности у цифровых двойников

Представьте, что у каждой критической инфраструктуры и у каждого гражданина страны будет цифровой двойник, поведение которого постоянно будет анализировать искусственный интеллект. Даже если эти данные будут надежно защищены на государственных серверах, насколько вам будет спокойно спаться при такой мысли:

Оцифрованные люди и объекты почти полностью прозрачны для государства — или того, кто оперирует этими данными. И не только в прошлом, но и в будущем, которого еще не произошло.

Подобные сценарии уже не раз описывались в научной фантастике и антиутопиях, а сейчас постепенно становятся и нашей реальностью. Например, в США ИИ с помощью цифровых двойников городской среды уже научился предсказывать преступления.

Если добавить к данным о городе и его статистике данные цифровых двойников граждан — считайте, вы уже в рассказе Филиппа К. Дика «Особое мнение», где людей ловят и карают за еще не совершенные ими преступления. Просто потому, что их с некоторой вероятностью предсказала машина.

Не менее опасен сценарий кражи данных. Любой цифровой двойник по природе своей аккумулирует огромное количество данных об объекте или системе, которую он моделирует. С развитием и масштабным внедрением таких «узлов информации» остро встает вопрос, как защитить ее от утечек.

Особенно рискованными могут быть данные, связанные с моделью человека. Из них легко можно делать выводы, например, о психологическом состоянии, образе жизни и здоровье человека, даже если он напрямую это не раскрывал. Чем точнее цифровой двойник, тем больше у того, кто его «взломает», может оказаться информации для манипуляции чужой жизнью.

Тут и шантаж, и атаки на родственников, и взломы аккаунтов через перебор «секретных вопросов», и мошенничество самых разных видов. Например, через подмену медицинских данных и последующий развод на дорогостоящее «лечение».

Этические вопросы

Самая чувствительная тема — попытки создавать цифровые реконструкции людей после смерти. Уже появляются чат-боты и цифровые «версии» умерших, собранные по их сообщениям, голосу и фотографиям.

Эта практика вызывает серьезные споры. Некоторые исследователи считают, что такие технологии могут вредить процессу переживания утраты и требуют отдельного регулирования.

Риск иллюзии контроля

Но есть и более неочевидные и приземленные проблемы, которые неизбежно сопутствуют широкому внедрению технологии. При всех рисках сложно признать, что цифровые двойники могут быть очень удобными — и в быту, и в производстве, и в управлении обществом.

Но как раз тут-то таится опасность. Распространение и использование цифровых двойников для прогнозирования всего и вся может создать ощущение полной предсказуемости жизни, хотя на деле любая модель ограничена качеством данных и допущениями.

Правовые риски

Цифровой двойник фактически представляет собой концентрированную модель личности, включающую персональные данные, биометрию и поведенческие характеристики. Это делает вполне реалистичным сценарий кражи личности, в том числе чтобы совершать от ее имени преступления или сделки, указал юрист Мирза Чирагов.

Кража паспорта с последующим взятием микрокредита на этом фоне просто детский лепет, прошлый век. При этом специального регулирования синтетических идентичностей и технологий deepfake в российском праве пока нет (а правовой пробел есть).

Именно поэтому создание цифрового двойника — это не только технический процесс, но и вопрос безопасности. Нужно продумать, какие данные собираются, где они хранятся и кто имеет к ним доступ. Без этого даже самая точная и полезная модель может превратиться в источник новых угроз.