Convergenze strategiche nelle tecnologie per i Digital Twin

Tecnologie e soluzioni digitali in continua evoluzione

La complessità del mondo digitale è nota ai più esperti ed è cosa nota che solo il cinema e il segmento spaziale hanno capitali adeguati alle sfide future per il mondo digitale, che poi vuol dire 3D, etc., ma che nel mercato dell'AEC si chiama oggi Digital Twin, magari quello di intere città, di complessi industriali e del mondo del costruito di ogni ordine e grado. Non parliamo poi di altre applicazioni ancora più complesse, come il catasto o la cartografia 3D ufficiale, o altro ancora efferente agli interessi dei lettori di InGENIO come il BIM, etc.

In questa nota editoriale vogliamo semplicemente mettere l'accento su una serie di eventi di natura commerciale che stanno caratterizzando questo periodo e il prossimo futuro. Vogliamo parlare soprattutto di tecnologie e soluzioni.

La lista qui presentata non è ovviamente esaustiva ma diverse sono state le acquisizioni negli ultimi 2 anni, a cominciare da FARO, che ha rilevato due players di mercato importanti, ovvero di GeoSLAM da una parte e SiteScape dall’altra.

Il mondo delle applicazioni prosumer è sempre più interessante, viste anche le dotazioni a bordo di iPAD e iPhone che si aprono al mondo del LIDAR Solid State, che nel breve passerà dallo stato di technology a quello di commodity, e che quindi abiliterà pian piano il 3D diffuso, come quello necessario nella gestione delle Smart City e di mille altre applicazioni d’uso comune e quotidiano. Ma FARO è solo uno dei players e molti altri sono quelli alla ricerca di nuove vie ed opportunità di evoluzione del business.

Innovazione e modello di business

Il modello di business, come in quasi tutti i settori, si sposta man mano che le nuove tecnologie si consolidano e, con la sempre maggiore centralità della rete, le soluzioni non possono che spostarsi verso il mondo del cloud.

Siamo infatti ormai nel pieno del WEB 3.0 e oltre alle piattaforme virtuali ospitate su computer ad hoc di nuova concezione, scalabili come risorse in termini di storage e potenza di calcolo, tutto questo non basta, almeno fino a quando i players importanti del settore non cominceranno a migrare le applicazioni per gli utenti verso servizi di natura SaaS (il software pensato come servizio accessibile sulla rete).

Questo salto di accessibilità alla potenza di calcolo, non più gestibile nel nostro ufficio, permette di valorizzare il prodotto, offre una nuova “visibilità” alle nostre abilità digitali, che faranno la differenza nella realizzazione di prodotti tecnici, alla stessa maniera di quando negli anni 80, si passò dall’analogico al digitale, ovvero dal disegno a china al CAD, e poi al GIS e infine al BIM, e oggi al Digital Twin.

Quindi, la rete, o meglio i servizi disponibili su di essa, diventano centrali in tutte le attività innovative e non tanto per l’innovazione di per sé ma per il fatto che gestire quantità di dati e complessità di elaborazione è possibile solo attraverso la rete.

Un po' come sta accadendo con l’AI - Intelligenza Artificiale, la quale senza l’accesso ai dati e alla potenza del cloud somiglia ad un ampio e vago “nulla”.

I player al top della piramide tecnologica

Uno dei fenomeni che caratterizzano l’evoluzione della geomatica e che possiamo anche con un certo orgoglio accettare nel contesto degli operatori del settore, consiste nella migrazione delle tecniche più evolute verso applicazioni che normalmente definiamo “non standard”.

Stiamo parlando del mondo del gaming, che a cominciare dagli anni 2000 ha contribuito a mutare l’approccio alla realizzazione degli scenari propri del Gaming Design.

L’impiego della fotogrammetria e poi del laser scanner hanno aggiunto potenzialità enormi, nonché ottimizzazione e riduzione dei costi laddove, invece di avere stuoli di operatori che dovevano letteralmente inventare gli scenari 3D coincidenti con la realtà a partire da misure e disegni, il processo veniva generato a partire da rilievi 3D basati appunto sulla fotogrammetria e sull’acquisizione via laser scanner¹.

REALITY CAPTURE e EPIC GAME

Una delle ultime acquisizioni di natura trasversale è quella che il colosso del gaming Epic Game ha realizzato attraverso l’acquisizione di una piattaforma di fotogrammetria di 4° generazione, nata nella scia dell’evoluzione del full 3D che ha seguito la diffusione dei sistemi di volo UAV e sviluppata da un team esperto basato in Ungheria.

La piattaforma di 3D modeling è finalizzata alla realizzazione dei modelli Full 3D di tipo Images e porta notevole innovazione nel mondo del Epic Game. Si tratta di una piattaforma consolidata, pensata per la modellazione della realtà fotografica tipica dei prodotti basati sull’algoritmo SfM diffusosi tra il 2010 e il 2012, il cui porting più diffuso fu l’applicazione open VisualSFM. Da allora sono passati solo 10 anni, ma le soluzioni sono progredite a passo di carica e così è stato per Reality Capture.

HEXAGON e NVIDIA

È del 13 giugno 2023 la notizia diffusa attraverso un comunicato stampa in cui si annuncia l’accordo tra Hexagon e NVIDIA con l'obiettivo di consolidare tecnologie e processi nel campo dei Digital Twin in ambito industriale.

La collaborazione ha l’obiettivo di connettere le tecnologie dei due leader di settore, consentendo così flussi di lavoro multiutente senza soluzione di continuità. Nell'ambito della collaborazione, la piattaforma di acquisizione di reality capture NEXUS di Hexagon sarà interconnessa all’innovativo ambiente di produzione Omniverse di NVIDIA, una piattaforma per lo sviluppo e la gestione di applicazioni nel metaverso industriale basata sul framework Universal Scene Description (USD).

Le piattaforme connesse forniscono tecnologie complementari che consentono ai clienti di far progredire la produzione nelle Digital Farm e di accelerare le potenzialità dei Digital Twin per le Smart City, l'edilizia e le infrastrutture.

"Il nostro team per l'innovazione di Hexagon ha lavorato con NVIDIA per sviluppare opportunità che uniscano acquisizione della realtà, intelligenza artificiale, simulazione, analisi dei dati e visualizzazione con piattaforme di pianificazione collaborativa senza soluzione di continuità", ha dichiarato Paolo Guglielmini, Presidente e CEO di Hexagon. “Con le tecnologie NVIDIA e le Smart Digital Realities di Hexagon, le nostre soluzioni saranno in grado di fornire in tempo reale la comparazione tra i modelli del mondo reale e quelli virtuali”.

Ma gli obiettivi vanno anche oltre, soprattutto ora che "Ogni settore sta correndo per digitalizzare i propri processi fisici per la prossima ondata di automazione avanzata".

Rev Lebaredian, vicepresidente di Omniverse e della tecnologia di simulazione di NVIDIA afferma che "la collaborazione con Hexagon, permetterà di colmare il divario tra il mondo reale e quello virtuale, un prerequisito per la creazione di gemelli digitali, che consentirà di addestrare i robot nei mondi virtuali e automatizzare tutto ciò che si muove".

GOOGLE MAPS e CESIUM JS

Le problematiche del 3D non sono lontane da ciò che già successe nel mondo del 2D, anche qui si pone il problema della segmentazione delle informazioni. É a questo che hanno puntato i due colossi del mapping e della visualizzazione innovativa come Google Maps e il consorzio CESIUMJS.

Nasce così il mondo dei 3D Tiles, ovvero le Map Tiles API e il Photorealistic 3D Tiles, con cui mettere a fattore comune l’esigenza della segmentazione 3D tra le piattaforme più diffuse come Unity, UNREAL e OMNIVERSE di NVIDIA.

I Marketplace del 3D e delle Point Cloud

Il mondo virtuale, a differenza di quello reale, è chiaramente replicabile con facilità e questo rappresenta uno dei vantaggi competitivi dell’era digitale. Il fenomeno quindi non poteva non generare altre opportunità e forme di mercato e di interscambio, soprattutto nell’era del WEB 3.0.

Il fenomeno da tempo ha cominciato a generare diversi livelli di interesse e quindi lo sviluppo di diverse piattaforme e servizi che sono disponibili oramai un po' in tutti i paesi più innovativi dal punto di vista delle tecnologie digitali, compresa l’Italia come sempre, anche se il GAP funzionale del mercato digitale è sempre in agguato nel paese del “Made in Italy” coniugato dalla politica di ultimo corso all’artigianato e alla filiera agroalimentare.

Le piattaforme del 3D che si stanno caratterizzando sul WEB 3.0 sono orientate a 3 macro segmenti applicativi, che riassumiamo come segue:

• Piattaforme di hosting di modelli 3D di diversa natura e grado, a cominciare dalla più famosa come orizzontalità e tipologia di utenza. Ovvero l’idea/progetto SketchFab, nata pochi anni fa a Parigi e cresciuta a dismisura nel giro di 10 anni. Ma anche la piattaforma principe del momento promossa e gestita proprio da Epic GAME e che si chiama FAB, con la mission centrata sul concetto di marketplace vero e proprio per prodotti di ambienti 3D dinamici di tipo avanzato.

• Piattaforme di hosting avanzato per le Point Cloud con funzioni avanzate, come gestione dei team di produzione e modellazione, ma anche di produzione ed estrazione di dati per la generazione di informazioni di livello CAD, GIS, BIM e ambienti operativi similari.

• Piattaforme SaaS di puro hosting di software tecnici e non come il segmento VDI (Virtual Desktop Infrastucture). Il modello Desktop-as-a-Service (DaaS) è un'offerta di cloud computing in cui il service provider fornisce via Internet applicazioni su desktop virtuali agli utenti finali.

Dal 3D in cloud al BIM e Digital Twin

Al di là delle convergenze specifiche delle tecnologie come quelle del rendering 3D e ovviamente delle soluzioni verticali legate alla ormai dualità tra hardware specializzato nel processamento parallelo e quello basato sull’uso delle tradizionali CPU, il focus si sposta di fatto sul problema delle architetture di processamento in tempo reale e differito.

Di fatto oltre alle soluzioni citate sopra, che potremmo definire tradizionali, i nuovi processori M1 e M2 di Apple hanno dimostrato che questa separazione non è più così mandataria, bensì lo è al contrario c'è la possibilità di allocare potenza di calcolo “al bisogno”. Termine volgarizzato che va sotto il concetto di “scalabilità delle risorse”.

Un concetto che in ambito IT diventano semplicemente “risorse cloud”, il cui concetto pratico è la disponibilità della potenza di calcolo in modalità “on demand”, ovvero risorse di un "sistema capace di aumentare e ridurre le proprie prestazioni, risorse e funzionalità in base alle necessità dell’utente e delle applicazioni che lo richiedono."

In poche parole, sistemi e architetture dove l’utente accede semplicemente ai sistemi di calcolo, rendering e gestione dei dati attraverso un terminale che ha capacità avanzate, poiché accede da remoto a funzioni difficilmente gestibili su un PC residente nel nostro ufficio, seppur potente e costoso.

Il cloud di cui parliamo è in grado di mettere a disposizione ambienti grafici 3D sempre aggiornati e permette di gestire quantità di dati e banche dati di tipo, grafiche e geografiche quasi illimitate.

Su questa scia sono nati negli ultimi 10 anni numerosi servizi disponibili attraverso il WEB 3.0, diversi di questi sono stati già presentati in diversi articoli e note editoriali sulle pagine di InGENIO.

L'evoluzione tecnologica non si arresta

L’evoluzione tecnologica come è ovvio che sia non si arresta e a noi utenti non rimane che capire l'impatto della sua portata e di come le soluzioni possano entrare nei nostri workflow della produzione, così da aumentare la nostra competitività rispetto ai concorrenti che magari non hanno uno spirito attento alle innovazioni, al miglioramento del prodotto e, perché no, al risparmio di tempo e investimenti.

Abbiamo fornito una panoramica dei servizi avanzati del cloud, soprattutto là dove il GAP tra sistemi in house e sistemi professionali è continuo ed è difficilmente colmabile per piccole realtà professionali come gli studi tecnici.

Il mercato dei 3D Models 2023 è cresciuto in una direzione precisa, la cui consistenza è proiettata al 2028 con la cifra monster di 3573.08 USD ed è giunta forse l’ora di prestare attenzione alle innovazioni nel mondo dei rilievi digitali e dei Digital Twin.

¹ Uno dei pochi articoli apparsi in Italia sul tema della convergenza tra geomatica e mondo del gaming, è quello firmato da Fulvio Bernardini, con una “Intervista ad Andrew Tosh su “Tecnologie geospaziali per un mondo virtuale”, pubblicata sul numero 1/2014 della rivista GEOmedia, dove era editor di riferimento in campo geomatico.

RIFERIMENTI

Per un approfondimento del tema, vedi anche i seguenti articoli e news come:

• La fase convergente del 3D

• Omniverse di NVIDIA porta il 3D nel Metaverso

• Le SmartCity diventano 3D con il Crowd Analytics

• Il futuro digitale è del Reality Capture

• Point Cloud + Solid Modeling = BIM

SaaS - Software as a Services, un concetto IT che sposta l’attenzione dalle applicazioni monolitiche classiche PC centriche, a quelle in cloud considerate alla stregua di “servizi”, piuttosto che “applicazione”.

3D Tiles - è una delle innovazioni sul 3D più interessanti dell’ultimo periodo, che grazie a Google e al consorzio CESIUM JS permetterà di standardizzare e uniformare la tassellazione tra gli ambienti di produzione del 3D tra i più diffusi.

SketchFab - una delle più fortunate startup nata a Parigi nel 2012, ma ormai in pianta stabile a New York, conta 10 milioni di utenti registrati e 5 milioni di 3D Models.

FAB - è un nuovo marketplace di Epic Games che offre a tutti i creatori di contenuti digitali un'unica destinazione per scoprire, condividere, acquistare e vendere risorse digitali. La nostra missione è ispirare e consentire alla prossima generazione di creatori di costruire insieme l’emergente metaverso.

DaS - la virtualizzazione del desktop non è una innovazione dell’ultima ora, bensì una modalità di fornitura di “applicazioni virtualizzate”.

Reality Capture - il sito web di riferimento del gruppo acquisito da Epic Game.

Gexcel - una delle prime aziende che ha messo a punto un sistema SLAM un workflow orientato alle piattaforme cloud.