Das Konzept der Digitalen Zwillinge ist ein vergleichsweise neues Konzept. Der Begriff „Digitaler Zwilling“ wurde erstmals von John Vickers im Zusammenhang mit dem Product Lifecycle Management bei der NASA geprägt. Typischerweise wird ein digitaler Zwilling als die digitale Repräsentation eines materiellen oder immateriellen Objekts oder Prozesses in der realen Welt beschrieben, ein adaptives Modell eines komplexen physikalischen Systems. Die gemeinhin akzeptierte Definition ist die einer angemessen synchronisierten Repräsentation (Struktur, Funktion und Verhalten) einer physischen Einheit im virtuellen Raum, mit Informationsflüssen, die eine Konvergenz zwischen dem physischen und dem virtuellen Zustand ermöglichen. Es stellt alle relevanten Eigenschaften und Dienste des repräsentierten Objekts oder Prozesses über Schnittstellen zur Verfügung.
Für die virtuelle Repräsentation des Systems in Form eines Digitalen Zwillings spielen Simulationstechnologien eine wichtige Rolle, sie sind aber nicht gleichzusetzen. Vielmehr soll ein realitätsgetreues Abbild des realen Systems erzeugt und für den Nutzer in einer virtuellen Realität dargestellt werden. Dieses virtuelle Abbild kann sowohl auf realen Daten als auch auf Simulationsdaten beziehungsweise Verhaltensvorhersagen basieren. Insbesondere die Datenerfassung und Modellierung des Digitalen Zwillings, sowie die Datengenerierung und zeitnahen -bereitstellung für unterschiedliche Nutzergruppen zur individuellen Interaktion stellen nach wie vor eine Herausforderung dar.
Im vorgeschlagenen Vorhaben soll das Prinzip des digitalen Zwillings für robotische Anwendungen realisiert werden, so dass der gesamte Lebenszyklus erfasst und abgebildet werden kann. Zur optimalen Datenaufbereitung und Nutzung durch die verschiedenen Anwendungsstellen eröffnet die Anbindung an die GAIA-X Cloud die Möglichkeit parallel auf einheitliche und in sich konsistente Datensätze zuzugreifen. Für die effektive Nutzung des Digitalen Zwillings muss insbesondere auch der Datenaustausch zwischen der GAIA-X Cloud und den jeweiligen End-Anwendern analysiert und optimiert werden.
Der Advanced Smart Service soll zeigen, dass die im Vorhaben COOPERANTS entwickelten Tools auch für zukünftige (extra)terrestrische Missionen einen deutlichen Mehrwert bieten können. Der digitale Zwilling der Explorations-Rover nutzt die Gaia-X Cloud und wird dezentral als Service ausgeführt (bspw. in Form eines Docker Images).
Der Zwilling ist auf der einen Seite mit dem Explorations-Rover (hier in einer Simulation) und auf der anderen Seite mit den verschiedenen mit der Mission vertrauten Firmen verbunden. Durch die Federated Services hat jeder Nutzer der Daten Zugriff auf die für ihn relevanten Daten. Der Zwilling beinhaltet sämtliche Telemetrie der Mission und der Service erlaubt eine zeitgetreue Wiedergabe der Daten in Realzeit, die natürlich auch beschleunigt abgespielt werden können.
