เรื่องโดย ผศ. ดร.ป๋วย อุ่นใจ
ราวสี่ทุ่มของวันที่ 13 เมษายน ค.ศ. 1970 ในขณะที่หลายคนกำลังหลับสบาย ทุกอย่างดูเงียบเชียบ สงบ แต่ในท่ามกลางความมืดมิดของอวกาศ ยานอะพอลโล 13 ที่กำลังปฏิบัติการเตรียมลงจอดบนพื้นผิวของดวงจันทร์กำลังเจอเรื่องน่าตื่นเต้น ระบบในยานเริ่มเรรวน ในชั่วโมงที่ 55:53:26 หลังการปล่อยยาน ถังออกซิเจนหมายเลข 2 เริ่มประท้วง ความดันภายในเริ่มพุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว
“ฮิวส์ตัน เรากำลังมีปัญหาที่นี่” เสียงของนักบินแจ็ก สวิเกิร์ต (Jack Swigert) ดังก้องออกจากลำโพงในศูนย์บัญชาการของนาซาในฮิวส์ตัน ทุกคนเริ่มตื่นตระหนก นี่เป็นปัญหาใหญ่ และถ้าจัดการได้ไม่ดี นั่นอาจจะหมายถึงชีวิตของลูกเรือทุกคนในภารกิจนี้
จีน ครานซ์ (Gene Kranz) ผู้อำนวยการภารกิจ ออกคำสั่งสั้น ๆ แต่ชัดเจน “โอเค ทุกคน ! เรามาแก้ปัญหากัน แต่อย่าคาดเดาเอาเอง เพราะมันอาจจะซ้ำเติมสถานการณ์ทำให้แย่ลงไปอีก”
วิศวกรรีบหันไปยัง “ฝาแฝด” หรือที่ในตอนนั้นเรียกว่า physical twin ของยานที่ตั้งอยู่ในศูนย์ฝึก พวกเขาเริ่มคัดลอกข้อมูลจากเซนเซอร์บนยานจริงและป้อนเข้ามาในแบบจำลองในทุกวินาที และภาพในจอซิมูเลชันทำให้พวกเขาเห็นได้ชัดว่าบนยานจริงนั้นสถานการณ์วิกฤตเพียงไร พลังงานไฟฟ้าและออกซิเจนกำลังร่วงลงอย่างอันตราย ภารกิจบนดวงจันทร์ถูกยกเลิกทันที เป้าหมายใหม่เพียงอย่างเดียวคือ…พาพวกเขากลับบ้าน
ภารกิจนี้กลายเป็นตำนานแห่งการกู้ภัยในอวกาศที่เวลานับถอยหลังทุกนาทีคือเดิมพันแห่งชีวิต
ฝาแฝดของยานอะพอลโล 13 ที่อยู่ในศูนย์ควบคุม สีน้ำตาลด้านหลังคือยานบัญชาการ (CM) จำลอง ส่วนสีเขียวคือยานลงบนดวงจันทร์ (LM) จำลอง
ที่มาภาพ : NASA, Public Domain
ทุกการเคลื่อนไหว ทุกการขยับ ตัวเลขทุกดิจิตถูกบันทึกอย่างละเอียดในทุกวินาที พวกเขาเริ่มสวมบทลูกเรือและเริ่มลองผิดลองถูกกับสวิตช์ วาล์ว และสายไฟ เพื่อหาวิธีช่วยลูกเรือตัวจริงที่อยู่ห่างออกไปกว่า 300,000 กิโลเมตรได้มีโอกาสกลับบ้าน
พลังงานในยานบังคับการหรือโมดูลคำสั่ง (command module: CM) ต้องถูกปิดเกือบทั้งหมดเพื่อเก็บไว้ใช้ตอนกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ เครื่องฟอกคาร์บอนไดออกไซด์เริ่มทำงานเกินกำลังและนี่คือปัญหาที่ต้องหาทางแก้ไขในทันที ปัญหาคือ CM และยานลงบนดวงจันทร์ (lunar module: LM) ใช้ตลับฟอกอากาศคนละรูปทรง หนึ่งเป็นทรงกระบอก อีกหนึ่งเป็นทรงสี่เหลี่ยม ไม่มีวิธีไหนที่จะทำให้ทั้งสองเสียบเข้าไปด้วยกันได้
ที่โต๊ะซิมูเลชัน วิศวกรทีมระบบควบคุมเริ่มทดลองต่อท่อ ใช้ถุงพลาสติก เทปกาว และท่อจากชุดอวกาศเพื่อสร้างอะแดปเตอร์ชั่วคราว พวกเขาเรียกมันว่า กล่องจดหมาย (mailbox) เพราะหน้าตาเหมือนกล่องจดหมาย ผลดูไม่เลว
พวกเขารีบส่งภาพจากแบบจำลองให้ลูกเรือบนยานเริ่มทำตามทีละขั้น ทีละขั้น และในที่สุดระบบฟอกคาร์บอนไดออกไซด์ก็กลับมาทำงานก่อนที่ระดับแก๊สพิษจะสูงถึงขั้นเป็นอันตรายต่อชีวิต
วิกฤตยังไม่จบ เพราะการระเบิดได้ทำลายระบบนำร่องของยานจนใช้ไม่ได้ ทีมจึงต้องพึ่งการประมาณการจากตำแหน่งดวงอาทิตย์ผ่านหน้าต่างของ LM เพื่อปรับทิศทาง เพื่อให้ยานหันหัวกลับเข้าสู่เส้นทางที่จะพาพวกเขากลับยังโลกได้ ทุกอย่างต้องสำเร็จโดยไม่มีการผิดพลาด ทุกการเคลื่อนไหวถูกทดสอบในฝาแฝดกายภาพก่อนให้คำสั่งกับลูกเรือจริงทั้งหมด
หลังจาก 87 ชั่วโมงที่เต็มไปด้วยความกดดัน การควบคุมการใช้พลังงานที่มีอย่างจำกัดอย่างเข้มงวดในทุกวินาที และการใช้ระบบจำลองเพื่อช่วยในการตัดสินใจอย่างต่อเนื่อง ในที่สุดยานอะพอลโล 13 ก็กลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศได้สำเร็จ และร่อนลงในมหาสมุทรแปซิฟิกใกล้เกาะซามัวเมื่อวันที่ 17 เมษายน พ.ศ. 1970 ลูกเรือทุกคนรอดชีวิต
อะพอลโล 13 ทำภารกิจในการไปดวงจันทร์ล้มเหลวไม่เป็นท่า แต่ภารกิจกู้ชีพโดยใช้แฝดของยานกลับประสบความสำเร็จอย่างปาฏิหาริย์
ภารกิจนี้ได้รับการขนานนามในภายหลังว่าเป็น “A Successful Failure” หรือความล้มเหลวที่สัมฤทธิ์ผล
ความสำเร็จในภารกิจกู้ชีพของอะพอลโล13 ทำให้นักวิจัยและนวัตกรในวงการวิศวกรรมและการออกแบบเริ่มสนใจในการมีตัวแทนจำลองของระบบจริง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโครงการที่ความล้มเหลวจะส่งผลสาหัสสากรรจ์ถึงชีวิต
แต่การสร้างฝาแฝดเหล่านี้ในทศวรรษ 1970–1990 ยังคงทำได้แค่ในแบบกายภาพหรือพูดง่าย ๆ ก็คือแบบจำลองนั่นแหละ แต้ต้องทำให้เหมือนจริงซึ่งต้องใช้แรงงานและต้นทุนสูง และพอไม่มีความหรูหราอู้ฟู่ของระบบเชื่อมข้อมูลแบบเรียลไทม์เพราะเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตยังไม่มา ทำให้ความน่าอัศจรรย์ของระบบนั้นลดลงไปอย่างมหาศาล ใช้ได้แค่เอาไว้ทำนายสถานการณ์จำลองต่าง ๆ แต่เวลาเกิดวิกฤตจริงที่ต้องการการแก้ปัญหา กลับจำลองสถานการณ์จริงแบบเรียลไทม์เพื่อลดความเสียหายไม่ได้
จนกระทั่งปี ค.ศ. 2002 ในการประชุมของ Society of Manufacturing Engineers ศาสตราจารย์ไมเคิล กรีฟส์ (Michael Grieves) จากมหาวิทยาลัยมิชิแกน (University of Michigan) ได้นำเสนอว่าที่จริงเราสร้าง “ฝาแฝดเสมือน” ของผลิตภัณฑ์ที่มีข้อมูลและสถานะตรงกับของจริง ซึ่งเรียกว่า แบบจำลองปริภูมิสะท้อนภาพ (mirrored spaces model) หรือแบบจำลองสะท้อนภาพข้อมูล (information mirroring model) เพื่อใช้ตรวจสอบ ปรับปรุง และจำลองการทำงานตลอดวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ได้
ในขณะนั้นเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตเพิ่งจะเริ่มพัฒนา พลังการประมวลผลข้อมูลก็ยังค่อนข้างแย่ แนวคิดนี้จึงยังเป็นไปได้แค่ไอเดียบนกระดาษ
และในปี ค.ศ. 2010 เมื่อเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตเริ่มที่จะอยู่ตัวและทรงพลังมากขึ้น ก็เริ่มมีไอเดียใหม่ ๆ ขึ้นมา คือแทนที่จะทำแบบจำลองหรือแฝดกายภาพซึ่งแม้จะมีคุณค่าแต่ถือเป็นการลงทุนที่หนักหน่วง ซ้ำซ้อน และไม่คุ้มค่า เราน่าจะพัฒนาแบบจำลองดิจิทัลที่เหมือนจริงขึ้นมาได้ เป็น “แฝดดิจิทัล (digital twin)” ที่พอใส่ข้อมูลจริงจากระบบเข้าไปจะทำนายประสิทธิภาพและความล้มเหลวได้แม่นยำราวจับวาง
และเมื่อเทคโนโลยีไอโอที (internet of things: IoT), คลาวด์คอมพิวติง (cloud computing) และการประมวลผลข้อมูลขนาดใหญ่เริ่มเป็นที่นิยม แฝดดิจิทัลก็กลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีความเป็นจริงเสริม (augmented reality) และการเพิ่มประสิทธิภาพที่น่าจับตามองที่สุดสำหรับอุตสากรรม
ต่อมาในช่วงปี ค.ศ. 2015 บริษัทอย่าง GE, Siemens, PTC เริ่มพัฒนาแพลตฟอร์มแฝดดิจิทัลสำหรับกังหันแก๊ส เครื่องบิน และสายการผลิต รายงานประจำปีของ GE ในปี ค.ศ. 2015 เผยว่าเทคโนโลยีแฝดดิจิทัลนี้ทำให้พวกเขาประหยัดค่าบำรุงรักษาได้หลายร้อยล้านดอลลาร์สหรัฐต่อปี
ชื่อเสียงของแฝดดิจิทัลขจรขจายกลายเป็นที่กล่าวขวัญถึงในวงกว้าง บทบาทที่มากขึ้นของเทคโนโลยีนี้ในวงการอุตสาหกรรมทำให้เทคโนโลยีดิจิทัลได้รับการจัดอันดับให้เป็นหนึ่งใน Top 10 Strategic Technology Trends ของโลก โดยบริษัทที่ปรึกษาด้านเทคโนโลยีสารสนเทศชื่อดังอย่างการ์ตเนอร์ (Gartner) ในปี ค.ศ. 2017
การ์ตเนอร์คาดการณ์ว่าภายในปี ค.ศ. 2021 บริษัทขนาดใหญ่กว่าครึ่งน่าจะปรับและเริ่มเอาเทคโนโลยีนี้มาใช้ในอุตสาหกรรมของพวกเขา
นอกจากอุตสาหกรรมแล้ว เทคโนโลยีแฝดดิจิทัลยังมีบทบาทในระบบเมืองอีกด้วย ตัวอย่างเด่นคือ Virtual Singapore โมเดลดิจิทัลทั้งเมืองที่มีข้อมูลเรียลไทม์ของการจราจร การใช้พลังงาน และโครงสร้างพื้นฐานทั้งหมดซึ่งช่วยให้สิงคโปร์จำลองสถานการณ์ต่าง ๆ จัดการบริหารเมืองได้อย่างมีแผนที่ชัดเจน
แนวคิดแฝดดิจิทัลขยายต่อไปทั้งในทางกว้างและในทางลึก แนวคิด Earth Twin เริ่มเป็นที่นิยมในเชิงนโยบาย ในขณะที่สหภาพยุโรปริเริ่มโครงการ Destination Earth (DestinE) ตั้งเป้าสร้างแบบจำลองดิจิทัลของโลกหรือแฝดโลกเพื่อคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ภัยพิบัติ และช่วยกำหนดนโยบายสิ่งแวดล้อมในสภาวการณ์ที่ยากจะคาดเดา ในขณะเดียวกันจีนก็เริ่มโครงการ Earth System Digital Twin เพื่อบูรณาการข้อมูลภูมิอากาศ เศรษฐกิจ และโครงสร้างพื้นฐานทั้งประเทศ
ในขณะที่วงการแพทย์ก็มีแนวคิดริเริ่มสร้างฝาแฝดดิจิทัลส่วนบุคคล เพื่อเป็นตัวแทนในการทดสอบหนทางรักษาซึ่งช่วยให้แพทย์ตัดสินใจเลือกวิธีการบำบัดโรคที่ดีที่สุดสำหรับแต่ละคนได้ นี่อาจเป็นเทคโนโลยีพลิกชีวิต เพราะการพยากรณ์โรคและการทำนายผลของการรักษาในแต่ละแบบอาจหมายถึงการต่อลมหายใจของใครบางคนได้ด้วย
เรื่องนี้น่าติดตาม เพราะการมี “คู่จำลอง” ที่แม่นยำ สามารถเปลี่ยนเกมจากการแก้ปัญหาเฉพาะหน้าไปสู่การป้องกันก่อนที่ปัญหาจะเกิดขึ้นจริง และในระดับโลก มันอาจเป็นเครื่องมือที่ช่วยพลิกชะตากรรมของใครหลายคนก็เป็นได้
About Author
