デジタルツインとXRがもたらす変革--幅広い業界における新たな製品開発の形

　変化の激しいテクノロジーの世界において、デジタルツインとクロスリアリティー（XR）は類を見ない革新的な製品開発ツールとして注目を集めている。

　これらのテクノロジーは物理的な対象物を正確に再現した仮想レプリカを作成し、没入型テクノロジーを使用して、さまざまな業界の改革、イノベーションの推進、効率の向上、共同作業の促進を実現する。

　本記事では、こうしたユニークなテクノロジーを製品ライフサイクル管理にいち早く統合している組織の取り組みや、それによって得られるメリット、実際の用途、今後のトレンド、この変革の波を推進する主要なプレーヤーについて詳しく解説する。

デジタルツイン、シミュレーション、XRを理解する

　デジタルツイン、シミュレーション、XRは製品開発とエンジニアリングに革命的な変化をもたらしている。これらのテクノロジーはよく混同されるが、それぞれ異なる役割と用途がある。

　シミュレーションは製品設計の初期段階に欠かせないものだ。エンジニアはシミュレーションを使用して、多様な条件下におけるコンポーネントとシステムの動作をモデル化し、分析することで、物理的なプロトタイプを作成する前に、設計の最適化やパフォーマンスの予測が可能になる。シミュレーションがよく用いられる製品やシステムには、以下のものがある。

自動車：シミュレーションによって、空気力学、衝突シナリオ、ストレス下での材料の挙動をモデル化できる。

航空機と宇宙船：エンジニアが、空気力学、飛行力学、構造的完全性をさまざまな条件下でシミュレートする。

家電製品：シミュレーションで熱管理や電磁干渉、機械的ストレスをテストする。

建物とインフラストラクチャー：シミュレーションによって、構造的完全性、耐荷重性、材料疲労、エネルギー効率、熱性能を予測する。

家具：シミュレーションによって、構造的強度、人間工学的設計、材料の耐久性を分析する。

　しかし、シミュレーションは一般的に、仮説的なシナリオに限定されており、現実のデータで継続的に更新されることはない。

　デジタルツインは、物理的な対象物やプロセスをリアルタイムかつ動的に、そして仮想的に表現するものだ。「仮説的なシナリオをモデル化する静的シミュレーションと異なり、デジタルツインはセンサーやモノのインターネット（Internet of Things：IoT）デバイスからのデータで継続的に更新され、物理的な実体を即時的かつインタラクティブにモデル化する」とVRDirect 最高経営責任者（CEO）のRolf Ilenberger氏は米ZDNETに語った。

　デジタルツインはさらに、物理的な対応物とのライブ接続を維持する。これにより、リアルタイムの監視、予知保全、運用の最適化が可能になる。デジタルツインは以下のような用途に使用されることが多い。

産業機械：消耗の監視、故障の予測、メンテナンススケジュールの提案。

建物とインフラストラクチャー：構造健全性、エネルギー使用量、環境条件に関するリアルタイムデータにより、運用効率と安全性を改善。

スマートシティー：さまざまな都市システムからのデータを統合して、交通の流れや公益施設の管理、緊急対応を最適化。

ヘルスケアデバイス：デジタルツインを使用して患者データを継続的に監視することで、診断と個人に合わせた治療計画を改善。

　クロスリアリティー（XR）（仮想現実〈VR〉、拡張現実〈AR〉、複合現実〈MR〉を含む）は、没入的でインタラクティブな体験を提供することで、デジタルツインとシミュレーションの有用性を高める。また、シミュレーションとデジタルツインを本物そっくりの環境で視覚化して、操作することができる。これは特に、トレーニング、メンテナンス、設計レビューに有用で、別々の場所にいるチームがより効果的に共同作業を進めることが可能になる。

　ただし、先述の各ケースにおけるXRの利点が、デスクトップワークステーションなどで従来のシミュレーション視覚化方法を使用する場合と比べてどれくらい大きいのかを、改めて評価する必要があるかもしれない。

　Ilenberger氏は次のように指摘する。「XRテクノロジーが利用されるようになってきたが、（私が参加した）多くの議論を踏まえると、まだ探求の段階にあるようだ。われわれは、XRテクノロジーをどのように活用すればデジタルツインを改善できるのか、と自問する必要がある」