Bản sao số - sáng tạo trong lĩnh vực vũ trụ

Có thể dùng câu ngạn ngữ "cái khó ló cái khôn" để nói về số lượng công nghệ mới được phát minh, nhưng rất ít công nghệ gây ấn tượng mạnh như bản sao số (digital twins).  

Trong cuộc đua ở lĩnh vực vũ trụ này, các nhà khoa học được mời gọi phát triển các phương tiện du hành và công cụ nghiên cứu có thể chịu đựng được các điều kiện tại những vùng biên giới của vũ trụ. Tại NASA, các nhà khoa học cần có phương pháp để quan sát hoạt động của các công cụ thám hiểm vũ trụ đang được họ thiết kế trong môi trường vận hành dự kiến. Các nhà khoa học cần đảm bảo rằng những công cụ này sẽ vận hành như mong đợi, vì khi các thiết bị này đã rời khỏi bầu khí quyển của trái đất, sẽ không còn cơ hội sửa chữa và khắc phục sự cố. Bản sao số giúp các nhà khoa học NASA có thể mô phỏng môi trường ở những nơi xa xôi và quan sát cách thức vận hành của thiết kế trong những tình huống khác nhau, từ đó khắc phục các vấn đề có thể bị bỏ qua nếu không có các bản sao số.

Lý do của tên gọi bản sao số, là vì mô hình này có thể là một đối tượng sống có thể học hỏi, thu thập thông tin từ môi trường vật lý, cập nhật trạng thái của nó và - theo một nghĩa nào đó - luôn đồng bộ với trạng thái của đối tượng vật lý tương ứng.

Tầm quan trọng của bản sao số trong phân tích khả năng phục hồi ở không gian mạng

Nhờ sử dụng bản sao số, bạn có thể quan sát hiệu năng mạng trong điều kiện bị tấn công và khi xảy ra các sự kiện rủi ro bảo mật để định hình lại cấu hình mạng giúp giảm thiểu tác động của các cuộc tấn công tiềm ẩn. Đối với NASA và các đơn vị an ninh mạng, không thể xem nhẹ tầm quan trọng của công nghệ bản sao số. Không thể đưa các loại hình sự kiện này vào thử nghiệm trên các mạng hoặc thiết bị vật lý, nhưng nếu không có cách kiểm tra khả năng phục hồi của các mạng hoặc thiết bị này và xác định các dấu hiệu cảnh báo về mối đe dọa tiềm ẩn, thì đội ngũ chịu trách nhiệm thiết kế và bảo trì các hệ thống này không có đủ thông tin để làm việc.

Bản sao số thúc đẩy chuyển đổi số

Trong thế giới thực, sự phức tạp trong thiết kế và khả năng tương tác có tầm quan trọng lớn hơn rất nhiều. Các giao thức công nghệ ngày nay rất phức tạp, bao gồm nhiều các thành phần riêng lẻ cùng vận hành trong một sự hài hòa tinh tế. Việc bổ sung, cập nhật hoặc thay đổi bất kỳ một phần nào có thể gây tác động liên hoàn trên toàn bộ hệ thống. Thay đổi trên mạng vật lý có thể gặp rủi ro nếu bạn không biết tác động của các cấu phần mới đến toàn bộ hệ sinh thái.

Với bản sao số, bạn có thể tự do làm các thí nghiệm nhiều hơn so với khi làm thí nghiệm trên mạng vật lý. Bản sao số phù hợp cho việc tăng cường khả năng phục hồi của không gian mạng và giảm nhẹ tác động của một điểm yếu an ninh tiềm ẩn - đặc trưng của các công nghệ hiện đại vốn phức tạp. Chúng tôi đã tạo ra một khuôn khổ trong đó các bản sao số của các hệ thống phức tạp có thể được xây dựng bằng cách kết hợp các bản sao số của các cấu phần và hệ thống phụ, để có thể cải thiện hơn nữa cấu trúc và tính linh hoạt của quá trình tạo ra các bản sao này, và sử dụng chúng để khám phá nhiều kịch bản "nếu - thì".  

Trong suốt vòng đời thiết kế, thử nghiệm và xác nhận, các bản sao số có thể giúp dự đoán các vấn đề về khả năng tương tác, xác định tác động của các tính năng mở rộng đối với việc hỗ trợ các ứng dụng và dự đoán về hoạt động của một hệ thống vật lý trong mọi điều kiện. Thậm chí, bạn có thể quan sát cách các hệ thống này vận hành với các công nghệ trong tương lai, và trong bối cảnh công nghệ phát triển nhanh chóng, chức năng này ngày càng trở nên quan trọng. Khả năng dự đoán và giảm thiểu tác động này sẽ trở thành yếu tố then chốt cho việc thiết kế, tối ưu hóa và đảm bảo hỗ trợ phổ công nghệ rộng, từ các thiết bị điện tử tiêu dùng cỡ nhỏ cho đến các thành phố thông minh được kết nối.

Khả năng dự đoán hành vi của các bản sao số dựa trên các bộ tiêu chí nhất định đang nhanh chóng biến chúng thành một trong những công cụ mạnh nhất sẵn có. Chẳng bao lâu nữa, cùng với hỗ trợ từ các bản sao số, câu hỏi "nếu - thì" có thể thay thế cho “cái khó” trong câu thành ngữ để tạo ra “cái khôn”.

TS. Rajive Bagrodia 

(Giám đốc công nghệ, bộ phận Digital Twins, Keysight Technologies)