חשיפת האתגרים של תאומים דיגיטליים בערים

זיהוי ודירוג החסמים להפעלת תאומים דיגיטליים בסביבה העירונית

כדי לעודד דיון על האתגרים שמעכבים את תכנון והטמעת התאומים הדיגיטליים, המחברים מדרגים אותם בהתבסס על סקירה שיטתית של ספרות מקצועית בשילוב סקר מומחים.

תאומים דיגיטליים עירוניים, המהווים ייצוגים של נכסים פיזיים בעיר, מאפשרים אינטראקציה דו-כיוונית עם מקביליהם במציאות, ומספקים תשתית לניתוחים ולסימולציות בסביבה וירטואלית עירונית. למרות הפופולריות הגוברת שלהם, קיימים אתגרים רבים המפריעים לתכנון ולהפעלה של תאומים דיגיטליים, אך נדיר שאלה זוכים להתייחסות. כאן, המחברים מזהים את האתגרים המרכזיים בהפעלת תאומים דיגיטליים בסביבה העירונית תוך שימוש בגישה כפולה ורב-ממדית: סקירת ספרות שיטתית וסקר מומחים, ומארגנים את הממצאים לפי מימדים טכניים ולא-טכניים.

מקור המושג "תאום דיגיטלי"

המונח "תאום דיגיטלי" מקורו בתעשיית הייצור, והוא מתאר תהליך של שיקוף דו-כיווני של ישות פיזית ומקבילתה הדיגיטלית. הוא מאפשר ביצוע פעולות כגון בדיקה, אופטימיזציה וסימולציה. ההגדרה הנפוצה ביותר נובעת מהתעשייה האווירית, ומתארת תאום דיגיטלי כ"סימולציה משולבת ורב-רמות של הישות הפיזית כדי לשקף את מחזור חייה".

במרחב העירוני, נעשו ניסיונות להגדיר את המונח באופן מותאם לעיר, תוך דגש על ניתוחים דינמיים שמעבר להדמיה תלת-ממדית בלבד – למשל: זיהוי שינויים מרחביים-זמניים וסימולציית תרחישים עירוניים משתנים.

לצורך מאמר זה, הוגדר כי תאום דיגיטלי עירוני צריך:

1. להתבסס על מודל תלת-ממדי סמנטי של העיר,

2. לספק נתונים כמעט בזמן אמת,

3. לאפשר ניתוח, סימולציה וחיזוי תרחישים,

4. להתייחס להיבטים חברתיים וכלכליים, כגון מעורבות הציבור וקליטת מידע מהתושבים עצמם.

מחזור החיים של תאומים דיגיטליים

בעולם הייצור, מחזור החיים של תאום דיגיטלי מחולק לשלבים: תכנון – הפעלה – שירות. המודל הווירטואלי מקבל מידע מהישות הפיזית, מנתח תרחישים ומחזיר משוב אופטימלי.בערים, המחזור מורכב יותר, בעיקר בשל אינטגרציה של מידע הטרוגני והתפתחות משותפת עם הסביבה. שישה שלבים מוגדרים למחזור החיים העירוני:

1. איסוף נתונים,

2. עיבוד מידע,

3. ייצור ייצוגים פיזיים,

4. ניהול איכות וסטטוס,

5. סימולציה של תרחישים,

6. עדכון שינויים.

מעבר לגישה סוציו-טכנולוגית

השיח הנוכחי סביב תאומים דיגיטליים נשען בעיקר על טכנולוגיה, אך עולה גם צורך בגישה משולבת הכוללת היבטים חברתיים ומשפטיים. תאומים דיגיטליים צריכים להיות מובנים לציבור ולא רק לכלים טכנולוגיים סגורים. הם צריכים לשרת מטרות של קיימות ואיכות חיים – לא להיות מטרה בפני עצמה.

שיתוף פעולה, הגדרת סטנדרטים, חלוקת ידע בין בעלי עניין שונים – כל אלה הם קריטיים להצלחתם. על כן, המאמר משלב בין פרספקטיבה טכנולוגית, חברתית ומשפטית.

שיטת מחקר מבוססת

המחקר נערך באמצעות סקירה שיטתית בשילוב סקר מומחים לפי שיטת דלפי – שיטה מדעית מובנית בשלושה סבבים. 52 מומחים מ-23 מדינות השתתפו, עם רקע תעשייתי, ממשלתי ואקדמי.הסקירה התבצעה במסד הנתונים Scopus, ונבחרו 34 מאמרים לניתוח.

אתגרים טכניים

14 אתגרים טכניים זוהו. המרכזיים שבהם:

• נתונים: זמינות, דיוק, נגישות, רזולוציה ועדכניות.

• אינטגרציה: של מקורות נתונים ושל מערכות שונות, שהופכת למורכבת מאוד.

• סטנדרטיזציה, עדכונים, רישוי תוכנה, כישורים טכניים, ציוד חומרה, וויזואליזציה (למשל רינדור חלק וחוויית משתמש).

אתגרים לא-טכניים

8 אתגרים זוהו מהיבטים חברתיים ומשפטיים:

• היעדר מודעות והבנה של מושג תאום דיגיטלי,

• הגדרה מעורפלת,

• שיתוף פעולה,

• בעלות על מידע,

• רגישות המידע,

• אמון הציבור,

• היעדר מודלים עסקיים ברורים,

• אי ודאות סביב מימון או ערך מעשי של הטכנולוגיה.

מדידת חומרת האתגרים

מהסקר עולה כי האתגר הטכני החמור ביותר הוא אינטרופרביליות סמנטית (44.8% דירגו כקריטית). אחריה: חוסר תאימות בין מקורות נתונים.האתגרים החברתיים הכי חמורים הם: מודל עסקי לא ברור והיעדר מטרות ברורות. לעומתם, סוגיות כמו רגולציה נתפסות כפחות חמורות.

מיפוי האתגרים לפי שלבי מחזור החיים

בכל שלב במחזור החיים קיימים אתגרים רלוונטיים:

• איסוף: אתגרים טכניים באיכות נתונים ואתגרים חברתיים סביב פרטיות ושייכות.

• עיבוד: אתגרי אינטגרציה ותקינה.

• ייצור: אינטרופרביליות במונחים של כלים, פורמטים ומודלים.

• ניהול: אתגרים חברתיים של אמון, שיתוף פעולה וגישה לנתונים.

• סימולציה: צורך בפתרון בעיות אינטרופרביליות לשם הפקת תרחישים רלוונטיים.

• עדכון: אתגרים טכניים של ניהול גרסאות, ואתגרים חברתיים כמו שיתוף הציבור.

מסקנות

בעוד היתרונות של תאומים דיגיטליים בהחלטות עירוניות ברורים, הדיון הציבורי באתגרים כמעט ואינו קיים. המחקר מדגיש כי בעוד שהאתגרים הטכניים – במיוחד סביב נתונים – בולטים, גם ההיבטים החברתיים דורשים התייחסות מעמיקה.

למשל, מודלים עסקיים ושיתוף פעולה נמצאו כחסמים משמעותיים. שילוב בין האקדמיה לתעשייה עשוי לקדם פתרונות חדשניים ולהוביל לאימוץ רחב יותר של הטכנולוגיה בערים.

המחברים מתכננים להמשיך את המחקר בהתמודדות ממוקדת עם האתגרים שזוהו, מתוך מטרה לתמוך בהטמעה יעילה של תאומים דיגיטליים במרחב העירוני והגיאו-מרחבי.