החיים בעולמות מרובים או התאום הדיגיטלי של כדור הארץ

ד״ר איריס פינטו, מחלקת המחקר, אגף מו״פ

הכירו את ״התאומים הדיגיטליים״ - מגמת עתיד שמתחילה ״לרקום עור וגידים״ (דיגיטליים) כבר היום, בסיוע טכנולוגיית הבינה המלאכותית. אחד היישומים המסקרנים הנמצא מזה 3 שנים בפיתוח - התאום הדיגיטלי של כדור הארץ. 

כל גיליון של העלון החדש ״מֵעֵבֶר לבינה״ יכלול חשיפה של מגמת עתיד אחת, מבין עשרות המגמות שנחקרו ע״י המכון לחקר עתידים באגף המו״פ. והפעם - תאומים דיגיטליים.

תאומים דיגיטליים הם מודלים וירטואליים של אובייקטים או של מערכות שמטרתן לשקף בצורה מדויקת את האובייקט הפיזי, שיכול להיות: אדם, מכונית, מכונה או אפילו כדור הארץ. מודלים אלה מתעדכנים בזמן אמת על ידי נתונים שמגיעים מחיישנים שמחוברים לאובייקט הפיזי, ואוספים נתונים על פעולתו, כמו טמפרטורה, תפוקת אנרגיה או מזג אוויר. המידע הזה נשקל ומיושם על המודל הדיגיטלי, מה שמאפשר לבצע סימולציות, לנתח בעיות ולמצוא דרכים לשיפור הביצועים של האובייקט הפיזי. בפיתוח ובהפעלה של תאומים דיגיטליים נעשה שימוש נרחב בבינה מלאכותית.

במפעל, לדוגמא, יכולת זו תאפשר לדמות את כל תהליכי העבודה, תוך שילוב רובוטים המבצעים פעולות מדויקות, וניהול תרחישים מורכבים עם תוצאות שמתועדות ונמדדות בצורה קפדנית.

המונח Omniverse אינו קיים בעברית. המילה "Omni" מגיעה מהלטינית ומשמעה "בכל מקום", והיא מתארת קונספט טכנולוגי רחב שמאגד בתוכו את כל המונחים והאלמנטים הקשורים לעולמות וירטואליים, כולל Multiverses ו-Metaverses.

הארכיטקטורה המודולרית של ה-Omniverse כוללת טכנולוגיות ושירותי ליבה שניתן לשלב בקלות בכלים וביישומים, בצורה שמתאימה למגוון צרכים. בהיבט המעשי, במיוחד במגזר התעשייתי, הפלטפורמה מאפשרת ביצוע סימולציות תלת-ממדיות מורכבות ועשירות בפרטים. בכך, היא מסייעת לצוותים שונים, הנמצאים במדינות שונות, לעבוד על פרויקטים משותפים בזמן אמת כאילו היו כולם בחדר אחד.

אחד התחומים המתקדמים ביותר שמציעה NVIDIA בפלטפורמת Omniverse שפיתחה הינו תכנון מתקדם של תאומים דיגיטליים ועולמות וירטואליים.

הכירו את ה Omniverse  של Nvidia בסרטון קצרצר (54 שניות)

הקשר בין Omniverse, תאומים דיגיטליים ובינה מלאכותית יוצר סביבה לימודית חכמה, אינטראקטיבית ודינמית, שבה טכנולוגיות מתקדמות משתלבות לשיפור חוויית הלמידה וההוראה.

ה–Omniverse יספק סביבות למידה מגוונות ויצירתיות, שבהן התלמידים יכולים ללמוד ולהתנסות באופן חווייתי ומעמיק. תאומים דיגיטליים יאפשרו הדמיה של תהליכים לימודיים ואובייקטים פיזיים בצורה שמייצרת חיבור בין העולם הדיגיטלי לפיזי, ומשפרת את יכולת הלמידה של תלמידים. ולצד זאת, הבינה מלאכותית תהפוך את חוויית הלמידה לאישית וממוקדת יותר, על ידי ניתוח והבנת התנהגות התלמידים בזמן אמת והכוונתם להשגת מטרות הלמידה בצורה יעילה יותר. השילוב של הטכנולוגיות הללו יאפשר למערכת החינוך להציע חוויית למידה חכמה, מותאמת אישית ומעמיקה, המשפרת את הידע, הכישורים וההבנה של התלמידים בעולם טכנולוגי המשתנה במהירות.

ב-2021, חברת אנבידיה הכריזה על יוזמת Earth-2 המכוונת ליצירת תאום דיגיטלי של כדור הארץ, במטרה להתמודד עם שינוי האקלים. היכולת להמחיש בצורה ויזואלית את הסכנות הנובעות מהשינוי האקלימי, את המשמעות של עליית טמפרטורות ב-1.5 מעלות צלזיוס ויותר, וכיצד הדבר ישפיע על כדור הארץ, עשויה לסייע לרתום יותר אנשי מקצוע ומקבלי החלטות למאמץ הגלובלי. קראו על המיזם בכתבה של אושרית גן אל ב- Ynet: "המטרה: להיאבק במשבר האקלים. האמצעי: בניית תאום דיגיטלי לכדור הארץ".

התאום הדיגיטלי שמפתחת אנבידיה במסגרת המיזם, מבוסס על טכנולוגיית Omniverse שנועדה ליצור עולמות וירטואליים ותאומים דיגיטליים. היוזמה מבוססת על שילוב טכנולוגיות שונות כולל בינה מלאכותית ושיתופי פעולה עם גופים ממשלתיים, פרטיים וקהילת המחקר האקלימי. שיתוף פעולה כזה מאפשר פיתוח מודלים חזויים שמסייעים להבין כיצד טמפרטורות משתנות וכיצד הן ישפיעו על אזורים גיאוגרפיים שונים.

אחת המטרות של המיזם היא להציע שיטות חיזוי מדויקות המתמקדות במיקומים ובזמנים ספציפיים. לדוגמה, ייתכן שבמקום תחזית כללית לישראל, ניתן יהיה להציג תחזית ממוקדת יותר, כמו תחזית למזג האוויר בירושלים, תוך שילוב נתונים בזמן אמת. עם זאת, האתגר העיקרי בפרויקט טמון בכמות המידע העצומה שצריך לעבד, דבר שמצריך כוח מחשוב משמעותי, שצורך כמויות עצומות של אנרגיה, דבר התורם המשך ההתחממות הגלובלית. על כן, המעבר לשימוש בטכנולוגיות מחשוב יעילות יותר, שמפחיתות את צריכת האנרגיה תוך שמירה על תפוקה גבוהה, עשוי לצמצם את ההשפעה השלילית של תעשיית הטכנולוגיה על שינוי האקלים.  

פרוייקט התאום הדיגיטלי של כדור הארץ לא נעצר רק בניתוח תחזיות, אלא עוסק גם בייצור כלים לניהול ומניעת אסונות טבע, כמו חיזוי התנהגות שריפות באמצעות הנתונים המתקבלים ממערכות תצפית שונות. לשם כך על החברה להתמודד עם שיפור בתיאום נתונים שונים – במיוחד כשהם מגיעים ממקורות מגוונים כמו לוויינים, חיישנים במערכות חקלאיות או בים. החיבור בין כל אלה לתאום דיגיטלי אחיד הוא אחד הצעדים הראשונים לבניית טכנולוגיות שיכולות לפשט את תהליך קבלת ההחלטות ולהפוך אותו למבוסס על נתונים אמיתיים.

סוף-סוף הגיע הבוקר וקמתי בקפיצה מהמיטה, היום זה קורה! היום סוף-סוף אצטרף לניסוי חשוב עם התאום הדיגיטלי של כדור הארץ.

בזמן ארוחת הבוקר עם המשפחה, השיחה כרגיל עסקה במשבר האקלים שבפתח. אמא דאגה איך אתמודד עם כל העומס שמוטל עלי,  עכשיו כשאני נכנס לפרויקט, עניתי לה בגאווה שאני מאמין שאני חלק מהפתרון. אבי צחק, ושאל מתי אסיים לפתור את כל בעיות העולם, וכולנו חייכנו, אבל אני ידעתי – זה לא רק חלום.

אחרי ארוחת הבוקר, יצאתי בריצה למרכז הניסויים. צוות המומחים והחוקרים קיבל את פני בחיוכים וברוח טובה. הם ציינו כמה חשוב להם לראות צעירים כמוני נרתמים בגיל צעיר למאמץ. הם הסבירו לי על התאום הדיגיטלי של כדור הארץ, ושוב הופתעתי מעוצמת ההשפעה של כל שינוי מזערי בטמפרטורה על העולם כולו.

המשימה שלי היתה להיות חלק מצוות שיוצר מודל חיזוי ממוקד – איך ייראה האקלים בשנים הקרובות, ומה בדיוק יקרה אם לא ננקוט צעדים מיידיים? כל פריט מידע שסיפק לנו התאום הדיגיטלי הציב אותנו בפני עוד סדרת שאלות קשות. אבל אני הרגשתי שאני לא לבד – אני חלק מצוות שהוא חלק מתהליך השינוי.

בערב, כשחזרתי הביתה, שיתפתי בהתרגשות את המשפחה בחוויות. אמא ואבא האזינו בריכוז, ומתוך גאווה. ובלילה נרדמתי מאושר כשחשבתי על מה שצופן לי העתיד.