डिजिटल ट्विन : प्रविधि र मानव मूल्यको संगम

विज्ञान र प्रविधिको तीव्र विकासले आजको समाजलाई निरन्तर रूपान्तरण गरिरहेको छ । चौथो औद्योगिक क्रान्तिको प्रमुख प्रविधिमध्ये एक ‘डिजिटल ट्विन’ ले भौतिक वस्तु वा प्रणालीको डिजिटल प्रतिकृति अर्थात् 'भर्चुअल रूप' निर्माण गर्न सम्भव बनाएको हो । यस प्रविधिले भविष्यको सम्भावनालाई उजागर गर्नेमात्र नभएर  वर्तमानका उत्पादन, सेवा, स्वास्थ्य, शिक्षा तथा सहर व्यवस्थापनमा समेत क्रान्तिकारी प्रभाव पार्न थालेको छ ।

'डिजिटल ट्विन' भन्नाले कुनै पनि वास्तविक वस्तु, प्रक्रिया वा प्रणालीको डिजिटल प्रतिरूपलाई जनाइन्छ । यो प्रतिरूप स्थिर प्रतिमामात्र नभई भौतिक वस्तुसँग निरन्तर डेटा आदानप्रदान गर्ने गतिशील डिजिटल मोडेल हो ।

सेन्सर, कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई), बिग डेटा तथा इन्टरनेट अफ थिङ्स (आइओटी) जस्ता प्रविधिहरूको संयोजनबाट यो प्रणाली कार्यान्वयन हुन्छ । सरल शब्दमा, डिजिटल ट्विनले भौतिक संसारको प्रतिविम्ब डिजिटल संसारमा निर्माण गर्छ, जसले विश्लेषण, पूर्वानुमान, सुधार तथा नवप्रवर्तनको नयाँ सम्भावनाहरू खोल्छ ।

डिजिटल ट्विनको अवधारणा सन् २००२ मा डा. माइकल ग्रिभ्सले प्रस्तुत गरेका थिए । यसको वास्तविक प्रयोग भने आइओटी, क्लाउड कम्प्युटिङ तथा बिग डेटा जस्ता प्रविधिहरू परिपक्व हुन थालेपछि सन् २०१० पछिमात्र सम्भव भएको हो । डिजिटल ट्विन प्रविधिको प्रमुख उद्देश्य वास्तविक प्रणालीको निरन्तर निगरानी, विश्लेषण तथा अनुकूलन गर्नु हो । यस प्रविधिले सम्भावित समस्या वा त्रुटिको पहिचान गर्न, भविष्यका परिणामहरूको पूर्वानुमान तथा परीक्षण गर्न, साथै दक्षता र सुरक्षा अभिवृद्धि गर्दै लागत घटाउन महत्त्वपूर्ण भूमिका निर्वाह गर्छ ।

डिजिटल ट्विन प्रविधिका चार प्रमुख प्रकारहरूमधये पहिलो प्रकार उत्पादन ट्विन (प्रडक्ट ट्विन) हो जुन उत्पादन विकास वा प्रोटोटाइप परीक्षणका लागि प्रयोग गरिन्छ । नयाँ कारको मोडेल तयार गर्दा यसको डिजिटल ट्विन निर्माण गरेर सुरक्षा परीक्षण तथा डिजाइन सुधार गर्न सकिन्छ ।  दोस्रो प्रकार प्रक्रिया ट्विन (प्रोसेस ट्विन) हो जसले उत्पादन वा सेवा प्रक्रियाको कार्यक्षमता अनुगमन गर्न सहयोग पुर्‍याउँछ । कारखानामा उत्पादन लाइनको डिजिटल ट्विन निर्माण गरेर उत्पादन दर तथा गुणस्तरको निगरानी गर्न सकिन्छ ।

तेस्रो प्रकार प्रणाली ट्विन (सिस्टम ट्विन) हो, जुन ठूला प्रणाली वा अवयवहरूको डिजिटल प्रतिकृति हो । विद्युत् आपूर्ति प्रणाली वा जलविद्युत् आयोजनाको कार्यसम्पादन अनुगमन गर्न प्रणाली ट्विनको प्रयोग गरिन्छ । चौथो प्रकार सहर ट्विन (अरवन/सिटि ट्विन) हो जसले स्मार्ट सिटी निर्माण, यातायात व्यवस्थापन, ऊर्जा आपूर्ति तथा प्रदूषण नियन्त्रणमा सहयोग पुर्‍याउँछ । सिंगापुरले आफ्नो सहरको डिजिटल ट्विन निर्माण गरेर सडक, भवन तथा सार्वजनिक सुविधा व्यवस्थापनमा उल्लेखनीय सुधार गरेको छ ।

डिजिटल ट्विन प्रविधिले प्रविधि र मानवहितबीचको सन्तुलन कायम गर्दै नवप्रवर्तन, दक्षता तथा समावेशी विकासको नयाँ ढोका खोलिरहेको छ । यसको विवेकपूर्ण प्रयोगले भविष्यको समाजलाई अझ सुरक्षित, उत्तरदायी तथा सशक्त बनाउने सम्भावना देखिन्छ ।

प्रयोगका प्रमुख क्षेत्रहरू

डिजिटल ट्विन प्रविधिको प्रयोग विभिन्न क्षेत्रहरूमा तीव्र रूपमा विस्तार भइरहेको छ । यसले प्रणालीको कार्यसम्पादन सुधार गर्न, लागत घटाउन, र भविष्यका चुनौतीहरूको पूर्वानुमान गर्न महत्त्वपूर्ण भूमिका खेलेको छ ।

उद्योग क्षेत्रको सन्दर्भमा कारखानामा उपकरणहरूको अवस्थालाई सेन्सरमार्फत डिजिटल ट्विनमा प्रतिविम्बित गरिने हुँदा यसले बिग्रिने जोखिम पहिले नै पहिचान गर्न, मर्मतको समय निर्धारण गर्न तथा उत्पादन लागत घटाउन सहयोग पुर्‍याउँछ । कार उत्पादन उद्योगमा मेसिनको डिजिटल ट्विन निर्माण गरेर उत्पादन लाइनको दक्षता बढाउन र मर्मतको लागि समय तालिका तय गर्न सकिन्छ ।

स्वास्थ्य क्षेत्रमा, मानव शरीरको डिजिटल मोडेल बनाएर रोगको निदान, उपचार पद्धतिको परीक्षण वा शल्यक्रियाको अभ्यास गर्न सकिन्छ । भविष्यमा ‘व्यक्तिगत डिजिटल ट्विन’को प्रयोगले प्रत्येक व्यक्तिको स्वास्थ्य सेवा अझ प्रभावकारी, र सुरक्षित हुने अपेक्षा गरिएको छ । बिरामीको हृदयको डिजिटल ट्विन निर्माण गरेर शल्यक्रिया अघि जोखिमको मूल्याङ्कन गर्न सकिन्छ ।

ऊर्जा व्यवस्थापनमा पनि डिजिटल ट्विनको प्रयोग अत्यन्त उपयोगी छ । विद्युत् आपूर्ति प्रणाली, जलविद्युत् आयोजना वा सोलार ग्रिडलाई डिजिटल ट्विनमार्फत अनुगमन गर्दा प्रणालीको दक्षता बढाउन र ऊर्जा नोक्सानी घटाउन सकिन्छ । सोलार पावर प्लान्टको डिजिटल ट्विन निर्माण गरेर प्यानलको कार्यक्षमता तथा ऊर्जा उत्पादन नियमितरूपमा जाँच गर्न सकिन्छ ।

स्मार्ट सिटी निर्माणका लागि सहरको डिजिटल प्रतिकृति तयार गरिन्छ । यसले सडक, भवन, यातायात, पार्किङ, प्रदूषण नियन्त्रण तथा आपतकालीन व्यवस्थापनमा योजनाबद्ध निर्णय लिन सहयोग पुर्‍याउँछ । सिंगापुर आफ्नो सहरको डिजिटल ट्विन प्रयोग गरेर यातायात जाम कम गर्न र ऊर्जा व्यवस्थापन सुधार गर्न सफल भएको छ ।

शैक्षिक क्षेत्रमा पनि डिजिटल ट्विनको प्रयोगले नयाँ सम्भावनाहरू खोल्छ । महँगो उपकरण नभए पनि विद्यार्थीहरूले डिजिटल ट्विन प्रयोग गरेर प्रतीकात्मक अभ्यास गर्न सक्छन् । यसले अनुसन्धानलाई गति दिन्छ र प्रयोगात्मक ज्ञानको विस्तार गर्छ । विद्यार्थीहरूले विज्ञान प्रयोगशालामा डिजिटल ट्विनमार्फत रसायन प्रयोगशालाका अभ्यासहरू सुरक्षितरूपमा गर्न सक्छन् ।

प्रविधि र मानवहितको सन्तुलन

डिजिटल ट्विन प्रविधिले भौतिक वस्तु, प्रक्रिया वा प्रणालीको डिजिटल प्रतिरूप निर्माण गरेर उद्योग, स्वास्थ्य, शिक्षा, ऊर्जा र सहर व्यवस्थापनमा क्रान्तिकारी परिवर्तन ल्याइरहेको छ । उत्पादन, प्रक्रिया, प्रणाली तथा सहरको डिजिटल ट्विनमार्फत दक्षता, सुरक्षा र पूर्वानुमान क्षमतामा उल्लेखनीय वृद्धि सम्भव भएको छ । यसको प्रयोग क्षेत्रहरूमा कारखाना, अस्पताल, सोलार ग्रिड, स्मार्ट सिटी तथा शैक्षिक प्रयोगशाला प्रमुख छन् ।

डिजिटल ट्विन प्रविधिको प्रयोग आर्थिक लाभमा सीमित हुनु भने उपयुक्त होइन । ‘डिजिटल ह्युमानिज्म’ को अवधारणाले प्रविधिलाई मानवहित, सामाजिक सुधार तथा जीवनस्तर उकास्न प्रयोग गर्न जोड दिन्छ । यसले प्रविधिको विकास र प्रयोगलाई मानव कल्याणसँग जोडेर सन्तुलित मार्गनिर्देश गर्छ भने प्रविधिलाई उपकरण होइन सामाजिक परिवर्तनको संवाहक बनाउँछ ।

विश्वव्यापी प्रवृत्ति

विश्वका ठूला उद्योगहरू र स्मार्ट सहरहरूले डिजिटल ट्विन प्रविधि तीव्ररूपमा अपनाइरहेका छन् । यस प्रविधिले प्रणाली, प्रक्रिया तथा सेवाहरूको कार्यक्षमता सुधार गर्नुका साथै रणनीतिक निर्णय लिन र जोखिम न्यूनीकरण गर्न पनि महत्त्वपूर्ण सहयोग पुर्‍याइरहेको छ ।

सिंगापुरले ‘भर्चुअल सिंगापुर’ परियोजनाअन्तर्गत सम्पूर्ण सहरको डिजिटल ट्विन निर्माण गरेर यातायात व्यवस्थापन, ऊर्जा आपूर्ति, भवन संरचना तथा आपतकालीन सेवाहरूमा योजनाबद्ध निर्णय लिइरहेको छ । जर्मनीमा अटोमोबाइल उद्योगले उत्पादन परीक्षण, गुणस्तर नियन्त्रण तथा सुरक्षा मूल्याङ्कनमा डिजिटल ट्विनको व्यापक प्रयोग भइरहेको छ । अमेरिकामा नासाले अन्तरिक्ष यान तथा अन्तरिक्ष यात्रीको तयारीमा डिजिटल ट्विन प्रविधि प्रयोग गरेर प्रशिक्षण र सुरक्षा सुनिश्चित गरिरहेको छ ।

बजारको दृष्टिले पनि डिजिटल ट्विन प्रविधिको माग तीव्ररूपमा बढिरहेको छ । विभिन्न अनुसन्धान तथा अध्ययनअनुसार, सन् २०३० सम्म यसको विश्वव्यापी बजार मूल्य खर्बौं डलरसम्म पुग्ने अनुमान गरिएको छ । डिजिटल ट्विन प्रविधिगत नवप्रवर्तनमात्र नभई आर्थिक तथा सामाजिक दृष्टिले पनि महत्त्वपूर्ण अवसर प्रस्तुत गर्ने प्रविधि हो ।

चुनौती र सम्भावना

डिजिटल ट्विन प्रविधिले विविध क्षेत्रहरूमा उल्लेखनीय अवसर प्रदान गरे पनि केही चुनौती अझै विद्यमान छन् । प्रमुख चुनौती उच्च प्रारम्भिक लागत हो । किनभने सेन्सर, हार्डवेयर, सफ्टवेयर तथा डेटा भण्डारणका लागि ठूलो लगानी आवश्यक पर्छ । दोस्रो चुनौती डेटा गोपनीयता र साइबर सुरक्षासँग सम्बन्धित छ जहाँ संवेदनशील जानकारी जोखिममा पर्न सक्छ । तेस्रो, विभिन्न सिस्टम र प्लेटफर्मबीच प्रविधि एकीकृत गर्न जटिलता रहन्छ । चौथो चुनौती दक्ष जनशक्तिको अभाव हो । विशेषतः नेपालजस्ता विकासशील मुलुकहरूमा प्रविधि विशेषज्ञको कमीले कार्यान्वयनमा कठिनाइ ल्याउन सक्छ ।

अर्कातिर, डिजिटल ट्विनले उल्लेखनीय सम्भावनाहरू पनि प्रस्तुत गर्छ । यस प्रविधिको प्रयोगले उत्पादन दर, गुणस्तर र दक्षतामा सुधार गर्न सकिन्छ । जोखिम न्यूनीकरण, लागत बचत तथा समयमै मर्मत समाधान सम्भव हुन्छ । अनुसन्धान तथा विकासमा नवीन उत्पादन र मेडिकल उपकरणको डिजिटल परीक्षणले गति दिन्छ । स्वास्थ्य क्षेत्रमा यसको प्रयोगले उपचारलाई व्यक्तिगत, प्रभावकारी र सुरक्षित बनाउने सम्भावना बढाउँछ ।

निष्कर्ष 

डिजिटल ट्विन प्रविधि अब भविष्यको परिकल्पना नभएर वर्तमानको प्रभावशाली र स्थापित प्रविधिको रूपमा उभिएको छ । यसले उद्योग, स्वास्थ्य, शिक्षा, ऊर्जा तथा शहरी व्यवस्थापनलाई नयाँ दिशातर्फ अग्रसर गरिरहेको छ । नेपालजस्ता विकासशील मुलुकहरूका लागि ऊर्जा, पूर्वाधार, शिक्षा तथा सहर व्यवस्थापनका क्षेत्रमा यसको अवलम्बन अत्यावश्यक बनिसकेको छ ।

यसको प्रभावकारी प्रयोगका लागि भने प्रारम्भिक लागत, डेटा सुरक्षाको चुनौती, प्रविधि एकीकरणको जटिलता तथा दक्ष जनशक्तिको अभावजस्ता पक्षहरूलाई सम्बोधन गर्नु आवश्यक हुन्छ । यी चुनौतीहरू समाधान गर्दै प्रविधिको उपयोगलाई सन्तुलित र दीर्घकालीन बनाउनु आजको आवश्यकता हो ।

डिजिटल ट्विनलाई 'डिजिटल ह्युमानिज्म'सँग जोड्दा प्रविधि दक्षता र उत्पादकतामा मात्र सीमित नहुने बरु मानव मूल्य, नैतिकता र सामाजिक उत्तरदायित्वलाई समेत समेट्ने अवसर सिर्जना हुन्छ । यसले प्रविधिलाई मानवकेन्द्रित दृष्टिकोणसहित अघि बढाउँदै, सुरक्षित, दिगो र समावेशी भविष्य निर्माणको आधारशिला तयार गर्न सक्छ ।

(गण्डकी कलेज अफ इन्जिनियरिङ एन्ड साइन्सका पूर्व प्राचार्य हाल अस्ट्रेलिया)