NTT、IOWNの実現に向けて「デジタルツインコンピューティング構想」を策定

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これまで、様々なモノやヒトに関するデジタル化が進んできており、今後はモノ・ヒト・社会などから構成される実世界と、それらを高精度に表現したデジタル情報から構成されるサイバー空間が融合した新たなデジタル社会が到来しようとしている。

これは、実世界とシームレスにつながるサイバー空間上でデジタル情報を用いた大規模かつ高精度な未来の予測・試行が可能になることで、人知の可能性を一層拡大し、これまでの知識共有や共同作業等のコミュニケーションに、より豊かな感情表現や高度な合意形成・意思決定等の新たな価値が加わる新しい世代のデジタル社会だという。

日本電信電話株式会社(以下、NTT)では、この新たなデジタル社会を実現するために、IOWN(※)構想の一つとして、「デジタルツインコンピューティング構想」を策定した。

現在、製造分野等で「デジタルツイン」が注目されている。デジタルツインとは、例えば、機械部品のようなモノの形状、状態、製造工程等を計算機内で正確に表現したデジタル情報だ。また、ヒトに関しても、医療分野におけるMRIやCTスキャン等から得られるデジタル情報の活用は、既存のデジタルツインの一形態と考えられる。

これに対して、同社が目指す「デジタルツインコンピューティング(以下、DTC)」とは、このデジタルツインを大きく発展させ、実世界を表す多くのデジタルツインに対して交換・融合・複製・合成等の演算(デジタルツイン演算)を行うことで、モノ・ヒトのインタラクションをサイバー空間上で自由自在に再現・試行可能とする新たな計算パラダイムだ。

これまで提唱されてきたデジタルツインは、主にデジタル表現された物理的なモノの制御や観測に用いられているが、DTCでは、デジタル化される対象をモノだけではなくヒトにも拡張し、さらにデジタルツイン演算により、サイバー空間上でモノやヒト同士の高度かつリアルタイムなインタラクションが可能となることが大きな特長である。

同社は、DTCを用いることで、以下のような社会課題の解決や革新的サービスの創出につながると発表した。

  • 地球・宇宙規模のシミュレーション
    地球規模で自然条件(気候、埋蔵資源等)や社会変動(人口・GDP変動等)を再現する大規模なデジタルツイン群を用いてサイバー空間上に仮想社会を構築し、高精度な予測モデルを用いた近未来推定やシミュレーションが行われ、地球規模の資源収支予測に基づいたSDGs政策等に活用される。また、東京やサンフランシスコなど、実世界における都市のデジタルツインを宇宙空間のデジタルツインと合成し、大気、水、食糧、エネルギー等の収支シミュレーションが宇宙開発に利用される。
  • 都市の課題発見・解決
    都市と住民のデジタルツインを通じて、住民たちの経験や文化・価値観、意識・無意識な希望・不満等を匿名化して集約して、生活者でないと気が付きにくい「危険な交差点」などの都市の潜在的な課題を発見し、さらに集団最適化した解決策を見出す。また、他の都市との相互作用シミュレーションから、類似性あるいは相互補完的で意外な組み合わせとなる「姉妹都市」を創出し、豊かな都市構築のための協力関係が多く作られる。
  • 疾病拡散予測・抑制
    感染症の発生に際し、ヒトのデジタルツインから得られる市民の行動パターンや人間関係マップと、地理・交通情報等を組み合わせた仮想社会を構築し、高精度な感染症の拡散予測を行う。さらに予測結果を元に、交通流/人流のコントロール、学級閉鎖・遠隔学習の早期実施判断、最適な病院の自動検索・予約等を行うことで、リアルタイムかつアクティブな感染拡散の予防・抑制が行われる。
  • 個人の多面的意思決定
    自らの業務スキルをデジタルツインに記録させ、日程調整、会議室予約等の日常業務を自らのデジタルツインに行わせる。また、自らのデジタルツインを複製し、過去の自分や、様々な立場、前提知識等を変化させ、実世界の自分とデジタルツインと対話し、様々な問題の解決を試みる。さらに、様々な自らのデジタルツイン同士がサイバー空間上で超高速に議論しあい、解決策や自分では気づくことができない観点を短時間で見つけ出す。

また、DTCは、以下の4層から構成されるプラットフォームとして実現される。

  1. デジタルツインの生成に必要となる実世界のデータ収集と、プラットフォーム上のアプリケーションがデジタルツインを用いて生成したデータを実世界にフィードバックする「サイバー/フィジカルインタラクション層」
  2. 実世界から収集したデータを用いてデジタルツインを生成、保持する「デジタルツイン層」
  3. 様々なアプリケーションがデジタルツインを利用するためのフレームワークを提供する「デジタルワールドプレゼンテーション層」
  4. デジタルワールドプレゼンテーション層を用いてアプリケーションを実現する「アプリケーション層」

NTT、IOWNの実現に向けて「デジタルツインコンピューティング構想」を策定

DTCでは、ヒトのプライバシーやモノの所有者の意思が尊重され、それらに関わる情報を慎重に扱う。そこで、同プラットフォームの利用に必要となるプライバシーを守るための機構を備えるとした。

デジタルツインコンピューティング構想を含むIOWNの実現には、社会科学、人文科学、自然科学、応用科学、学際領域等、様々な研究・技術分野の集結が必要不可欠だ。NTT研究所では、このような幅広い研究・技術分野の専門家やグローバルパートナーと連携しながら、IOWN構想の実現を目指す。

※Innovative Optical and Wireless Networkの略。

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