Digitale tweelingen zijn niet nieuw. Er wordt al mee gewerkt voor fysieke objecten zoals bruggen en tunnels. De virtuele variant van de brug ‘gedraagt’ zich net zo als de fysieke. Dankzij de data kan heel precies worden voorspeld na hoeveel jaar, of na hoeveel autoverkeer, de brug aan vervanging toe is. Doordat we dit precies weten, gaan objecten langer mee. Dat is financieel gezien interessant, maar ook goed voor het klimaat, omdat dingen niet onnodig worden vervangen.
Beter begrijpen
Wetenschapper Marcel Visser wil met zijn team bij het Nederlands Instituut voor Ecologie nu ook digitale tweelingen gaan ontwerpen voor natuurgebieden. Onlangs kreeg hij daarvoor een subsidie van 13 miljoen euro van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek en het ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap.
“Digitale tweelingen helpen ons nu al om fysieke objecten te begrijpen. Daarnaast kun je onderzoeken wat er met zo’n object gebeurt als je veranderingen aanbrengt. Dat is eigenlijk precies wat we ook met ecosystemen willen weten”, zegt hij. “Hoe werken ze en wat gebeurt er bij veranderingen, zoals bijvoorbeeld van het klimaat. Zo is het idee ontstaan om te proberen van ecosystemen een digitale tweeling te maken.”
Vanaf juli gaat een team van het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW), het Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ), het RIVM, de Universiteit van Amsterdam en Wageningen University & Research onder leiding van Visser aan de slag. “De digitale tweeling die wij gaan maken is een verzameling van data en modellen, en gereedschap om die aan elkaar te koppelen. In een later stadium kunnen we daar ook een 3D-visualisatie van maken. Dat is met name interessant in combinatie met scenariostudies, omdat je dan precies kunt ‘zien’ hoe een ecosysteem eruit ziet onder verschillende scenario’s.”
Gevolgen van klimaatverandering
Met de digitale tweeling kunnen onderzoekers dus van alles onderzoeken: bijvoorbeeld wat de opwarming van de aarde doet met een natuurgebied. Door de data van het virtuele natuurgebied aan te passen, kan worden berekend hoe de natuur gaat reageren. Daarop kunnen veel preciezere voorspellingen worden gedaan dan nu nodig is en kan er dus ook beter beleid worden gemaakt.
“De bedoeling is dat de digitale tweeling zich min of meer hetzelfde ‘gedraagt’ als het natuurgebied in werkelijkheid”, zegt Visser. “Dat is natuurlijk een enorme uitdaging, voor zoiets complex als een ecosysteem. Maar als dat zou lukken, dan kunnen we de consequenties van verschillende scenario’s, bijvoorbeeld de IPCC klimaatscenario’s, onderzoeken in de digitale omgeving en zo iets zeggen over de te verwachte gevolgen.”
Digitalisering
De wetenschapper verwacht dat ecologen steeds vaker een beroep zullen doen op data. “De digitalisering van de ecologie is in gang gezet en zal zich hopelijk doorzetten in de komende tien jaar.” Dat betekent wel wat voor het vakgebied. “Het is voor veel ecologen wel duidelijk dat big data tools en AI alleen maar nuttig zijn als we zelf zorgen dat we onze data op orde hebben. Daarnaast zal er een slag moeten worden gemaakt in het onderwijs aan studenten en promovendi ecologen. Zij moeten worden getraind om gebruik te kunnen maken van alle data en tools, zoals straks de digitale tweelingen.”
