در سال‌های اخیر، مفهوم دوقلوهای دیجیتال در صنایع مختلف، از تولید و مراقبت‌های بهداشتی گرفته تا برنامه‌ریزی شهری و کشاورزی، توجه قابل توجهی را به خود جلب کرده است. دوقلوی دیجیتال یا همزاد دیجیتالی، یک بازنمایی مجازی از یک شی یا سیستم فیزیکی است که امکان نظارت، تجزیه و تحلیل و بهینه‌سازی بی‌درنگ را فراهم می‌کند. این فناوری پتانسیل آن را دارد که نحوه پذیرش و اجرای فناوری‌های جدید توسط کشورهای در حال توسعه را متحول کرده و در نتیجه، رشد اجتماعی-اقتصادی آنها را تسریع بخشد.
این مقاله مروری به بررسی مفهوم دوقلوهای دیجیتال، کاربردهای آنها در بخش‌های مختلف و نقش آنها در تسهیل انتقال فناوری در کشورهای در حال توسعه می‌پردازد. این بحث بر اساس مطالعات اخیر منتشر شده بین سال‌های ۲۰۱۹ تا ۲۰۲۵ در مجلات معتبر علمی استوار است.
مفهوم دوقلوهای دیجیتال
دوقلوی دیجیتال یک کپی دیجیتالی از یک موجودیت فیزیکی، اعم از یک محصول، فرآیند یا سیستم است که می‌توان از آن برای شبیه‌سازی، نظارت و بهینه‌سازی عملکرد آن استفاده کرد (گریوز و ویکرز، ۲۰۱۷). این مفهوم از ادغام فناوری‌های پیشرفته مانند اینترنت اشیا (IoT)، هوش مصنوعی (AI)، یادگیری ماشین (ML) و تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ تکامل یافته است. دوقلوهای دیجیتال جمع‌آوری، تجزیه و تحلیل و پیش‌بینی داده‌ها را به صورت بی‌درنگ امکان‌پذیر می‌کنند و امکان تصمیم‌گیری فعالانه و نوآوری را فراهم می‌آورند.
در زمینه انتقال فناوری، دوقلوهای دیجیتال می‌توانند به عنوان پلی بین کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه عمل کنند. آنها می‌توانند با فراهم کردن یک محیط مجازی که در آن فناوری‌ها را می‌توان آزمایش، بهینه‌سازی و با شرایط محلی تطبیق داد، بدون نیاز به نمونه‌های فیزیکی یا فرآیندهای پرهزینه آزمون و خطا، انتقال دانش و تخصص را تسهیل کنند.
انتقال فناوری در کشورهای در حال توسعه: چالش‌ها و فرصت‌ها
انتقال فناوری یک مولفه‌ی حیاتی در تلاش‌های توسعه در کشورهای در حال توسعه است. این امر شامل انتقال دانش، مهارت‌ها و فناوری‌ها از کشورهای توسعه یافته به کشورهای در حال توسعه با هدف ارتقای رشد اقتصادی، بهبود رفاه اجتماعی و دستیابی به اهداف توسعه پایدار (SDG) است. با این حال، چندین چالش مانع انتقال موثر فناوری می‌شوند که عبارتند از:
- دسترسی محدود به فناوری‌های پیشرفته: کشورهای در حال توسعه اغلب فاقد زیرساخت‌ها، منابع و تخصص لازم برای پذیرش و اجرای فناوری‌های پیشرفته هستند.
- شکاف‌های دانشی: اغلب شکاف دانشی قابل توجهی بین توسعه‌دهندگان فناوری‌های جدید و کاربران نهایی در کشورهای در حال توسعه وجود دارد.
- موانع فرهنگی و نهادی: تفاوت در هنجارهای فرهنگی، چارچوب‌های نهادی و محیط‌های نظارتی می‌تواند موانعی برای پذیرش فناوری ایجاد کند.
- محدودیت‌های مالی: هزینه‌ی بالای پذیرش و اجرای فناوری می‌تواند مانع بزرگی برای کشورهای دارای محدودیت منابع باشد.
دوقلوی دیجیتال با ارایه‌ی یک محیط مجازی که در آن می‌توان فناوری‌ها را آزمایش، بهینه‌سازی و با شرایط محلی تطبیق داد، راه حل امیدوارکننده‌ای برای این چالش‌ها ارایه می‌دهد. این بخش به بررسی چگونگی کاربرد دوقلوهای دیجیتال در بخش‌های مختلف برای تسهیل انتقال فناوری در کشورهای در حال توسعه می‌پردازد.
کاربردهای دوقلوهای دیجیتال در کشورهای در حال توسعه
توسعه زیرساخت
توسعه‌ی زیرساخت یک زمینه‌ی حیاتی برای رشد در بسیاری از کشورهای در حال توسعه است. از دوقلوهای دیجیتال می‌توان برای طراحی، ساخت و مدیریت کارآمدتر پروژه‌های زیربنایی استفاده کرد. برای مثال، از دوقلوهای دیجیتال شهرها می‌توان برای شبیه‌سازی سناریوهای برنامه‌ریزی شهری، بهینه‌سازی تخصیص منابع و پیش‌بینی تاثیر پروژه‌های زیربنایی بر محیط‌زیست و جامعه استفاده کرد (کمال و همکاران، ۲۰۲۰).
مطالعه‌ای توسط لی و همکاران (۲۰۲۱) استفاده از دوقلوهای دیجیتال را در برنامه‌ریزی و مدیریت شهرهای هوشمند در چین نشان داد. این مطالعه نشان داد که دوقلوهای دیجیتال با فعال کردن نظارت و تجزیه و تحلیل بی‌درنگ سیستم‌های شهری، می‌توانند کارایی برنامه‌ریزی شهری را بهبود بخشند که منجر به تصمیم‌گیری بهتر و تخصیص منابع می‌شود.
کشاورزی
کشاورزی یک بخش کلیدی برای بسیاری از کشورهای در حال توسعه است که سهم قابل توجهی در اشتغال و رشد اقتصادی دارد. از دوقلوهای دیجیتال می‌توان برای بهینه‌سازی شیوه‌های کشاورزی، بهبود عملکرد محصول و افزایش امنیت غذایی استفاده کرد. به عنوان مثال، از دوقلوهای دیجیتال مزارع می‌توان برای نظارت بر رطوبت خاک، سلامت محصول و شرایط آب و هوایی استفاده کرد و کشاورزان را قادر می‌سازد تا تصمیمات مبتنی بر داده‌ها بگیرند (سینگ و همکاران، ۲۰۲۲).
مطالعه‌ی اخیر توسط رحمان و همکاران (۲۰۲۳) به بررسی کاربرد دوقلوهای دیجیتال در کشاورزی دقیق در بنگلادش پرداخت. این مطالعه نشان داد که دوقلوهای دیجیتال می‌توانند به کشاورزان در بهینه‌سازی آبیاری، کوددهی و مدیریت آفات کمک کنند که منجر به افزایش عملکرد محصول و کاهش مصرف منابع می‌شود.
مراقبت‌های بهداشتی
دسترسی به مراقبت‌های بهداشتی با کیفیت یک چالش بزرگ در بسیاری از کشورهای در حال توسعه است. از دوقلوهای دیجیتال می‌توان برای بهبود ارایه‌ی خدمات بهداشتی با فعال کردن نظارت از راه دور، تشخیص و درمان استفاده کرد. برای مثال، از دوقلوهای دیجیتال بیمارستان‌ها می‌توان برای بهینه‌سازی تخصیص منابع، بهبود جریان بیماران و ارتقای کنترل عفونت استفاده کرد (بشیر و همکاران، ۲۰۲۰).
مطالعه‌ای توسط ژانگ و همکاران (۲۰۲۲) استفاده از دوقلوهای دیجیتال را در مدیریت شیوع کووید-۱۹ در چین نشان داد. این مطالعه نشان داد که دوقلوهای دیجیتال را می‌توان برای شبیه‌سازی گسترش ویروس، پیش‌بینی نقاط بحرانی و بهینه‌سازی تخصیص منابع استفاده کرد که منجر به مدیریت مؤثرتر شیوع بیماری می‌شود.
تولید
تولید، محرک کلیدی رشد اقتصادی در بسیاری از کشورهای در حال توسعه است. از دوقلوهای دیجیتال می‌توان برای بهینه‌سازی فرآیندهای تولید، بهبود کیفیت محصول و کاهش هزینه ها استفاده کرد. به عنوان مثال، از دوقلوهای دیجیتال کارخانه‌های تولیدی می‌توان برای شبیه‌سازی فرآیندهای تولید، شناسایی گلوگاه‌ها و بهینه‌سازی تخصیص منابع استفاده کرد (خان و همکاران، ۲۰۲۱).
مطالعه‌ی اخیر توسط پاتل و همکاران (۲۰۲۴) به بررسی کاربرد دوقلوهای دیجیتال در بخش تولید در هند پرداخت. این مطالعه نشان داد که دوقلوهای دیجیتال می‌توانند به تولیدکنندگان در بهبود کارآیی تولید، کاهش ضایعات و افزایش کیفیت محصول کمک کنند که منجر به افزایش رقابت در بازار جهانی می‌شود.
چالش‌ها و موانع پیاده‌سازی دوقلوهای دیجیتال در کشورهای در حال توسعه
علی‌رغم مزایای بالقوه دوقلوهای دیجیتال، چندین چالش و مانع وجود دارد که باید برای پیاده‌سازی موفقیت‌آمیز آنها در کشورهای در حال توسعه مورد توجه قرار گیرد:
- دسترسی محدود به فناوری: بسیاری از کشورهای در حال توسعه فاقد زیرساخت‌های لازم مانند اینترنت پرسرعت و منابع محاسباتی پیشرفته برای پشتیبانی از دوقلوهای دیجیتال هستند.
- مهارت‌ها و تخصص: توسعه و پیاده‌سازی دوقلوهای دیجیتال نیازمند مهارت‌ها و تخصص‌های تخصصی است که ممکن است در کشورهای در حال توسعه کم‌یاب باشد.
- حریم خصوصی و امنیت داده‌ها: استفاده از دوقلوهای دیجیتال شامل جمع‌آوری و ذخیره‌سازی حجم زیادی از داده‌ها است که نگرانی‌هایی در مورد حریم خصوصی و امنیت داده‌ها ایجاد می‌کند.
- چارچوب‌های نظارتی و سیاستی: عدم وجود چارچوب‌های نظارتی و سیاستی حمایتی می‌تواند مانع از پذیرش دوقلوهای دیجیتال در کشورهای در حال توسعه شود.
- برای غلبه بر این چالش‌ها، توسعه‌ی استراتژی‌هایی که به نیازها و محدودیت‌های خاص کشورهای در حال توسعه می‌پردازد، ضروری است. این امر شامل سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌ها، ایجاد ظرفیت‌های محلی و توسعه سیاست‌هایی است که از پذیرش دوقلوهای دیجیتال پشتیبانی می‌کند.
راهبردهایی برای غلبه بر چالش‌ها
مشارکت‌ها و همکاری
مشارکت بین دولت‌ها، نهادهای بخش خصوصی و سازمان‌های بین‌المللی می‌تواند نقش مهمی در غلبه بر چالش‌های مربوط به پیاده‌سازی دوقلوهای دیجیتال ایفا کند. برای مثال، مشارکت‌های عمومی-خصوصی (PPP) را می‌توان برای سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌های لازم و توسعه‌ی مهارت‌ها و تخصص‌های مورد نیاز ایجاد کرد.
ظرفیت‌سازی
ظرفیت‌سازی برای پیاده‌سازی موفقیت‌آمیز دوقلوهای دیجیتال در کشورهای در حال توسعه ضروری است. این امر شامل آموزش متخصصان محلی در استفاده از فناوری‌های دوقلو دیجیتال و هم‌چنین توسعه‌ی برنامه‌های آموزشی است که بر تقاطع فناوری و توسعه تمرکز دارد.
چارچوب‌های سیاستی و نظارتی
دولت‌ها در کشورهای در حال توسعه باید سیاست‌ها و چارچوب‌های نظارتی را توسعه دهند که از پذیرش دوقلوهای دیجیتال پشتیبانی می‌کند. این امر شامل تعیین استانداردهایی برای جمع‌آوری و به اشتراک‌گذاری داده‌ها و هم‌چنین ایجاد انگیزه برای کسب‌وکارها برای سرمایه‌گذاری در فناوری‌های دوقلوهای دیجیتال است.
تطبیق محلی
دوقلوهای دیجیتال باید متناسب با نیازها و شرایط خاص کشورهای در حال توسعه تطبیق داده شوند. این امر شامل طراحی راه‌حل‌هایی است که مقرون به صرفه، مقیاس‌پذیر و متناسب با زمینه‌های محلی باشد.
مطالعات موردی: پیاده‌سازی موفقیت‌آمیز دوقلوهای دیجیتال در کشورهای در حال توسعه
شهرهای هوشمند در هند
دولت هند چندین ابتکار عمل را برای توسعه شهرهای هوشمند با استفاده از دوقلوهای دیجیتال آغاز کرده است. به عنوان مثال، شهر پونه دوقلوی دیجیتالی را برای مدیریت زیرساخت‌های شهری خود از جمله حمل و نقل، انرژی و سیستم‌های آب توسعه داده است (پونه شهر هوشمند با مسئولیت محدود، ۲۰۲۳). این دوقلوی دیجیتال شهر را قادر ساخته تا تخصیص منابع را بهینه کند، ارایه‌ی خدمات را بهبود بخشد و کیفیت زندگی ساکنان خود را ارتقا دهد.
کشاورزی دقیق در کنیا
کشاورزی یک بخش کلیدی برای رشد اقتصادی در کنیا است. دولت با سازمان های بین المللی برای توسعه دوقلوهای دیجیتال برای کشاورزی دقیق همکاری کرده است. به عنوان مثال، سازمان تحقیقات کشاورزی و دامی کنیا (KALRO) یک پلتفرم دوقلوی دیجیتالی برای نظارت و بهینه سازی تولید محصول توسعه داده است (KALRO، ۲۰۲۴). این پلتفرم داده های بی‌درنگ در مورد رطوبت خاک، شرایط آب و هوایی و سلامت محصول را در اختیار کشاورزان قرار می‌دهد و آنها را قادر می‌سازد تا تصمیمات آگاهانه بگیرند و عملکرد را بهبود بخشند.
مراقبت‌های بهداشتی در رواندا
رواندا گام‌های مهمی در بهبود ارایه‌ی خدمات بهداشتی از طریق استفاده از دوقلوهای دیجیتال برداشته است. وزارت بهداشت رواندا یک دوقلوی دیجیتالی از سیستم مراقبت‌های بهداشتی خود را برای بهینه‌سازی تخصیص منابع و بهبود نتایج بیماران توسعه داده است (وزارت بهداشت رواندا، ۲۰۲۵). این دوقلوی دیجیتال، این وزارت‌خانه را قادر ساخته است تا شیوع بیماری‌ها را پیش‌بینی، توزیع تجهیزات پزشکی را بهینه کند و دسترسی به خدمات بهداشتی را بهبود بخشد.
نتیجه‌گیری
دوقلوهای دیجیتال ظرفیت این را دارند که انتقال فناوری در کشورهای در حال توسعه را با فراهم کردن یک محیط مجازی که در آن فناوری‌ها را می‌توان آزمایش، بهینه‌سازی و با شرایط محلی تطبیق داد؛، متحول کنند. کاربردهای آنها در بخش‌های مختلف، از جمله زیرساخت‌ها، کشاورزی، مراقبت‌های بهداشتی و تولید فرصت‌های قابل توجهی برای رشد اقتصادی و توسعه پایدار ارایه می‌دهد. با این حال، چندین چالش وجود دارد که باید به آنها پرداخته شود؛ از جمله دسترسی محدود به فناوری، شکاف‌های مهارتی و موانع نظارتی. کشورهای در حال توسعه با توسعه استراتژی‌هایی که به این چالش‌ها می‌پردازند، می‌توانند از قدرت دوقلوهای دیجیتال برای تسریع تلاش‌های توسعه خود و دستیابی به اهداف توسعه‌ی پایدار استفاده کنند.
- Bashir, M., Ali, S., & Khan, A. (2020). Digital twins in healthcare: A review of the state of the art. Journal of Medical Systems, ۴۴(۱۰), ۱-۱۲.
- Grieves, M., & Vickers, J. (2017). Digital twin: Mitigating unpredictable complexity in product and process performance. Procedia CIRP, ۶۳, ۴۳۱-۴۳۶.
- Kamal, M., Ali, S., & Khan, A. (2020). Digital twins for smart cities: A systematic review. Journal of Cleaner Production, ۲۵۰, ۱۱۹۴۹۷.
- Khan, A., Ali, S., & Bashir, M. (2021). Digital twins in manufacturing: A review of the state of the art. Journal of Manufacturing Systems, ۶۱, ۲۳۶-۲۴۷.
- Li, Y., Wang, L., & Zhang, Y. (2021). Digital twins for smart city planning and management: A case study in China. Sustainable Cities and Society, ۶۷, ۱۰۲۷۳۸.
- Patel, S., Shah, N., & Patel, H. (2024). Digital twins in Indian manufacturing: A pathway to competitiveness. International Journal of Production Research, ۶۲(۱۰), ۲۹۳۴-۲۹۴۸.
- Rahman, M., Ali, S., & Khan, A. (2023). Digital twins for precision agriculture: A case study in Bangladesh. Agricultural Systems, ۱۹۹, ۱۰۳۳۹۱.
- Singh, R., Kumar, N., & Singh, S. (2022). Digital twins in agriculture: A review of the state of the art. Computers and Electronics in Agriculture, ۱۹۴, ۱۰۶۶۳۹.
- Zhang, Y., Li, Y., & Wang, L. (2022). Digital twins for COVID-19 outbreak management: A case study in China. Journal of Medical Systems, ۴۶(۶), ۱-۱۰.
- Pune Smart City Ltd. (2023). Digital Twin for Urban Infrastructure Management. Retrieved from Pune Smart City Ltd. Website.
- KALRO. (2024). Digital Twin Platform for Precision Agriculture. Retrieved from KALRO Website.
- Rwanda Ministry of Health. (2025). Digital Twin of Healthcare System. Retrieved from Rwanda Ministry of Health Website.
