Ψηφιακά Δίδυμα και Πολιτιστική ΚληρονομιάΠροηγμένα Θέματα Τριδιάστατης Αναπαράστασης

Της Ιώ Χασούρα

Τα Ψηφιακά Δίδυμα έχουν έρθει στον τομέα διαχείρισης της πολιτιστικής κληρονομιάς για να αλλάξουν τον τρόπο που κάνουμε τεκμηρίωση μνημείων ιστορικής σημασίας και αρχαιολογικών χώρων. Παρά το γεγονός ότι διάφορα project έχουν αρχίσει να συμπεριλαμβάνουν τη δημιουργία Ψηφιακών Διδύμων στη δράση τους, παρατηρείται μία έλλειψη συγκεκριμένου κώδικα λειτουργίας για την κατασκευή τους. Σταδιακά η Ευρωπαϊκή Ένωση κάνει βήματα για την κανονικοποίηση της παραπάνω διαδικασίας.

Τα Ψηφιακά Δίδυμα, ευρέως γνωστά ως Digital Twins, αποτελούν ένα ανερχόμενο εργαλείο στον τομέα της ψηφιακής τεκμηρίωσης της πολιτιστικής κληρονομιάς. Η χρήση τους ξεκίνησε αρχικά από τομείς όπως η βιομηχανία και η υγεία, ωστόσο έχουν γίνει δημοφιλή και σε άλλα πεδία. Τα Ψηφιακά Δίδυμα λειτουργούν ως ψηφιακά αντίγραφα/ μοντέλα ενός φυσικού αντικειμένου, τα οποία επιτρέπουν την ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ των δύο οντοτήτων σε πραγματικό χρόνο και προσφέρουν έγκυρες μετρήσεις. Μέσω των Ψηφιακών Διδύμων μπορούν να προσομοιωθούν όλες οι λειτουργίες του φυσικού αντικειμένου με σκοπό την παρακολούθηση, διάγνωση και πρόβλεψη πιθανών προβλημάτων ή δυσλειτουργιών [1].

Στο πλαίσιο του τέταρτου κύματος διαχείρισης πολιτιστικής κληρονομιάς (Heritage 4.0) και της εμφάνισης νέων τεχνολογιών αρχίζει να επικρατεί μία νέα προσέγγιση στην ψηφιακή τεκμηρίωση. Τα Ψηφιακά Δίδυμα χρησιμοποιούνται πλέον από διάφορους φορείς σε μία προσπάθεια καταγραφής, διαχείρισης και συντήρησης σημείων ενδιαφέροντος. Ως παράδειγμα, μπορούν να αναφερθούν συνοπτικά μουσεία, αρχαιολογικοί χώροι και ιστορικής σημασίας αρχιτεκτονικά κτίρια [2]. Τα αρχιτεκτονικά κτίρια ιστορικής σημασίας αποτελούν αναπόσπαστο κομμάτι μίας κοινότητας και μνημεία πολιτιστικής κληρονομιάς. Η συντήρηση και επιδιόρθωση τους ορίζεται συνήθως από συγκεκριμένο νομικό πλαίσιο, το οποίο αφορά την προστασία των πολύτιμων ιστορικών και αρχαιολογικών χώρων ενός κράτους. Επίσης η συντήρηση ιστορικών κτιρίων έχει και περιβαλλοντικά οφέλη, καθώς μειώνει τις δραστηριότητες που σχετίζονται με την παραγωγή άνθρακα [7].

Η παρούσα εργασία αφορά κυρίως την κριτική επισκόπηση βιβλιογραφικών πηγών, οι οποίες αναφέρονται στη συντήρηση αρχιτεκτονικών κτιρίων ιστορικού ενδιαφέροντος μέσω της δημιουργίας Συστημάτων Ψηφιακών Διδύμων. Στη συνέχεια θα γίνει μία σύγκριση μεταξύ των προσεγγίσεων, προκειμένου να επισημανθούν πιθανές τάσεις στην κατασκευή Ψηφιακών Διδύμων και ολοκληρώνοντας θα παρουσιαστούν συνοπτικά κάποια συμπεράσματα.

Ανασκόπηση βασικών ευρημάτων των πηγών

Στον τομέα της πολιτιστικής κληρονομιάς τα Ψηφιακά Δίδυμα έχουν χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη και καταγραφή ιστορικής σημασίας αρχιτεκτονικών κατασκευών. Αυτή η νέα τεχνολογία έχει έρθει να καλύψει ανάγκες που αφορούν κυρίως την συντήρηση και τη μελέτη στατικότητας των κτιρίων. Πιο συγκεκριμένα, μνημεία τα οποία έχουν κατασκευαστεί σε παλαιότερες περιόδους, έως και αιώνες πριν, επιδέχονται φθορά στα υλικά κατασκευής με το φυσικό πέρασμα του χρόνου. Για τον ίδιο λόγο είναι πιο επιρρεπή σε καταστροφές ή φυσικά φαινόμενα, όπως οι σεισμοί ή οι πλημμύρες. Ένας ακόμη κίνδυνος που μπορεί να οδηγήσει σε καταστροφή ενός διατηρητέου κτιρίου οφείλεται στη σαθρότητα του εδάφους. Γι’αυτό έχει κριθεί αναγκαία πλέον η μελέτη των ιστορικών κτιρίων μέσω τεχνολογιών 3D και πιο ειδικά Ψηφιακών Διδύμων.  

Τα μοντέλα Ψηφιακών Διδύμων μπορούν να αλλάξουν κατά πολύ τη διαδικασία συντήρησης ιστορικών κτιρίων. Για παράδειγμα, συνδράμουν στη διάγνωση προβλημάτων στατικότητας των αρχιτεκτονικών κτιρίων σε πραγματικό χρόνο και επιτρέπουν στους ειδικούς να σχεδιάσουν και να οπτικοποιήσουν πιθανές μελλοντικές παρεμβάσεις, προτού γίνει κάποια αλλαγή στο φυσικό κτίριο. Επίσης το ψηφιακό περιβάλλον επιτρέπει στους ειδικούς να συνεργαστούν απομακρυσμένα και να πάρουν πιο εύκολα αποφάσεις σχετικά με τη διαδικασία συντήρησης, Η διάγνωση προβλημάτων στατικότητας μπορεί να γίνει μέσω προσομοιώσεων διάφορων καιρικών και φυσικών φαινομένων. Με τον τρόπο αυτό μπορεί να σχεδιαστεί το πιο ταιριαστό πλάνο αποκατάστασης σε περίπτωση που κάτι τέτοιο λάβει χώρα. Η πρακτική αυτή φαίνεται να είναι πιο αποτελεσματική διότι μειώνει το κόστος και το χρόνο επιδιόρθωσης των κτιρίων. [3].

Η δημιουργία Ψηφιακών Διδύμων μπορεί να γίνει με μία πληθώρα  τεχνικών. Επειδή αποτελεί μία νεοσύστατη τεχνολογία, γίνεται μία προσπάθεια να δημιουργηθεί ένα κοινό πλαίσιο δράσης ώστε η πρακτική αυτή να κανονικοποιηθεί. Θα πρέπει, ωστόσο, να επισημανθεί πως η ανάπτυξη ενός παγκόσμια αποδεκτού κώδικα δεοντολογίας για τα Ψηφιακά Δίδυμα είναι ακόμη σε αρχικό στάδιο. Η προσπάθεια ξεκίνησε για ακόμη μία φορά από τον τομέα της βιομηχανίας και έχει επίσης υιοθετηθεί από τον τομέα διαχείρισης πολιτισμικής κληρονομιάς. Το κοινό αυτό ψηφιακό πλαίσιο δράσης αφορά τόσο τον τρόπο τεκμηρίωσης δεδομένων και μεταδεδομένων όσο και τον τρόπο οπτικοποίησης της πληροφορίας. Σχετικά με τα ιστορικά κτίρια τα δεδομένα αφορούν κυρίως την γεωμετρία του μνημείου και κάποια πιο τεχνικά στοιχεία, όπως το υλικό και η διαδικασία κατασκευής.

Η ψηφιοποίηση κτιρίων και αρχιτεκτονικών κατασκευών αξιοποιεί διάφορες τεχνικές αναλόγως με τις διαστάσεις και τις ανάγκες κάθε περίπτωσης. Συνήθως πρόκειται για ένα συνθετικό εγχείρημα που προϋποθέτει τη συνεργασία διάφορων κλάδων θετικών αλλά και θεωρητικών επιστημών. Προτού ξεκινήσει η δημιουργία του Ψηφιακού Διδύμου, θα πρέπει να μελετηθεί η πραγματική γεωμετρία του κτιρίου (Real Geometry) και να γίνει συλλογή δεδομένων από επιτόπια έρευνα ώστε έπειτα να δημιουργηθεί η κατασκευαστική γεωμετρία (Structural Geometry). Για την ακριβή τοποθέτηση του κτιρίου γεωγραφικά χρησιμοποιούνται γεωδαιτικά μηχανήματα (GPS, total stations). Αφού ολοκληρωθεί το πρώτο βήμα, γίνεται μία αξιολόγηση των φυσικών φθορών αλλά και διενεργούνται τεστ στατικότητας της κατασκευής. Τέλος, δημιουργούνται αριθμητικά μοντέλα και γίνονται προσομοιώσεις φυσικών καταστροφών. Ανάλογα με τα αποτελέσματα των παραπάνω βημάτων, λαμβάνονται οι αποφάσεις για το πως θα γίνει η πιο λεπτομερής ψηφιοποίηση  και συντήρηση του κτιρίου [4].

Για την 3D αποτύπωση χρησιμοποιείται laser scanning και φωτογραμμετρία. Οι φωτογραφίες ποικίλλουν ανάλογα με το μέγεθος του εκάστοτε μνημείου, την λεπτομέρεια και τις ιδιαιτερότητες του. Χρησιμοποιούνται κάμερες υψηλής ανάλυσης αλλά και αεροφωτογραφίες ή Terrestrial Laser Scanning. Η δημιουργία Ψηφιακού Διδύμου για αρχιτεκτονικά κτίρια ιστορικής σημασίας αποτελεί μία περίπλοκη διαδικασία. Αρχικά, επειδή η σύσταση και η δομή του οικοδομικού υλικού είναι αρκετά ετερογενής, χρειάζεται λεπτομερής αποτύπωση του [5]. Τα 3D μοντέλα γίνονται σε software όπως το CAD και BiM. Το BiM ή αλλιώς Building information Modelling αποτελείται από δεδομένα, τα οποία συνοδεύουν ένα 3D μοντέλο και βασίζονται σε πρότυπα ISO [2]. Στο 3D μοντέλο δημιουργείται αρχικά ένα mesh από point clouds. Στη συνέχεια αυτό δέχεται περαιτέρω επεξεργασία προκειμένου να γίνει πιο λείο και να διορθωθεί οποιοδήποτε λάθος παρατηρείται στη γεωμετρία. Υπάρχει δυνατότητα να δημιουργηθούν light μοντέλα, textured μοντέλα αλλά και μοντέλα τομών του κτιρίου [6].

Ως τελικό βήμα για τη δημιουργία ενός Ψηφιακού Διδύμου χρησιμοποιείται  software για τη δημιουργία 3D Finite Element μοντέλων. Τα τελευταία χρησιμοποιούνται για τη διενέργεια τεστ, τα οποία αξιολογούν την επίδραση φυσικών φαινομένων και φορτίων στο κτίριο. Το πλεονέκτημα των Ψηφιακών Διδύμων και η μεγαλύτερη διαφορά τους από τα πιο παραδοσιακά 3D μοντέλα είναι πως σε πραγματικό χρόνο λαμβάνουν πληροφορίες σχετικά με το φυσικό κτίριο. Με πιο απλά λόγια δεν είναι στατικά αλλά μπορούν και «αντιδρούν». Θεωρούνται δηλαδή Reactive Heritage Digital Twin Ontologies. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω αισθητήρων, οι οποίοι τοποθετούνται στην κατασκευή και παρέχουν πληροφορίες όπως για παράδειγμα η θερμοκρασία. Η χρήση αισθητήρων, πληροφοριακών συστημάτων και συσκευών για την παρακολούθηση και συντήρηση μνημείων πολιτιστικής κληρονομιάς ανήκει στις τεχνολογίες γνωστές ως Internet of Things (IoT) [8].

Συνοψίζοντας, παρατηρείται στη βιβλιογραφία πως η δημιουργία ενός Ψηφιακού Διδύμου ακολουθεί ένα μοτίβο κοινών βημάτων. Ξεκινώντας από ‘ένα στάδιο προεργασίας γίνεται η in situ μελέτη του κτιρίου και η αποτύπωση του μέσω drone ή και φωτογραμμετρίας. Τα δεδομένα αυτά αξιοποιούνται για δημιουργία ενός 3D μοντέλου, το οποίο στη συνέχεια συνδέεται με μεταδεδομένα. Η τελική φάση αφορά τη σύνδεση με δεδομένα σε πραγματικό χρόνο μέσω αισθητήρων και τη διάγνωση μελλοντικών κινδύνων ώστε να σχεδιαστεί η συντήρηση του κτιρίου [7].

Προκειμένου η διαδικασία παραγωγής ενός Ψηφιακού Διδύμου να γίνει ακόμη πιο κατανοητή, θα παρουσιαστεί συνοπτικά μία μελέτη περίπτωσης, η οποία αφορά τον καθεδρικό ναό του Μιλάνου. Ο καθεδρικός ναός ακολουθεί μία περίπλοκη αρχιτεκτονική δομή, για την κατασκευή της οποίας έχουν χρησιμοποιεί διάφορα οικοδομικά υλικά όπως μάρμαρο, λίθος, σίδερο και κεραμίδια. Για την αποτύπωση της αρχιτεκτονικής δημιουργήθηκε ένα Finite Element μοντέλο με 750.000 ακμές. Το μοντέλο αυτό έχει βασιστεί σε φωτογραμμετρικές μετρήσεις καθώς και στην in situ έρευνα του μνημείου. Έχει γίνει λεπτομερής μελέτη της γεωμετρίας των βασικών αλλά και των δευτερευόντων δομικών στοιχείων, όπως οι τοίχοι, οι αψίδες και οι τοξοστοιχίες του κτιρίου.

Η 3D αποτύπωση του μοντέλου έχει γίνει σταδιακά περνώντας από 14 βήματα κατασκευής και προσθέτοντας κάθε φορά διαφορετικές λεπτομέρειες. Τα Ψηφιακά Δίδυμα, λοιπόν, αποτελούν μία οντότητα που απαρτίζεται από μικρότερες άλλες ψηφιακές οντότητες. Φέρνοντας ως παράδειγμα στο μυαλό μας τον καθεδρικό ναό του Μιλάνου αλλά και οποιαδήποτε άλλη εκκλησία, μπορούμε να αντιληφθούμε ως αυτή αποτελείται από παρεκκλήσια, έπιπλα, αρχιτεκτονικά στοιχεία και έργα τέχνης. Όλα αυτά αποτελούν ένα αμάλγαμα Ψηφιακών Διδύμων, τα οποία δημιουργούν την ψηφιακή οντότητα του ναού σαν σύνολο [2].

Το Ψηφιακό Δίδυμο του καθεδρικού ναού του Μιλάνου συνέβαλε στην καλύτερη κατανόηση της διαχρονικής εξέλιξης του κτιρίου ανά τους αιώνες. Επιπρόσθετα συνέδραμε στην καταγραφή και πρόβλεψη δομικών φθορών ώστε να διανεργηθεί η συντήρηση του με τις λιγότερες πιθανές παρεμβάσεις. Προσέφερε δηλαδή βασικές πληροφορίες για τη δομή του κτιρίου και τις πιέσεις που ασκούνται σε αυτό τόσο από τα φυσικά φαινόμενα όσο και από τα κατασκευαστικό υλικό. Στο τελικό στάδιο διενεργήθηκαν τεστ και προσομοιώσεις κινδύνου με την τοποθέτηση αισθητήρων εντός του κτιρίου για τις απαραίτητες μετρήσεις. Με αυτό τον τρόπο κατέστη δυνατή η συντήρηση και αντικατάσταση υλικών προκειμένου να εξασφαλιστεί η στατικότητα του μνημείου και η ασφάλεια των επισκεπτών [5].

Κριτική και σύγκριση των προσεγγίσεων

Σε μία προσπάθεια κριτικής αποτίμησης των πηγών που έχουν χρησιμοποιηθεί για την εκπόνηση της παρούσας εργασίας, θα γίνει μία σύγκριση μεταξύ τους. Φαίνεται να υπάρχει συμφωνία μεταξύ των προσεγγίσεων πως τα Ψηφιακά Δίδυμα είναι μία αρκετά νέα τεχνολογία, για την οποία δεν έχει αναπτυχθεί ακόμη συγκεκριμένο και καθολικό πλαίσιο λειτουργίας. Επομένως ενώ κάθε project ακολουθεί σε γενικές γραμμές παρόμοιο workflow, οι ανάγκες 3D αποτύπωσης είναι διαφορετικές για κάθε περίπτωση. Τα Ψηφιακά Δίδυμα πολιτιστικής κληρονομίας αποτυπώνουν μουσεία, ιστορικά μνημεία και αρχαιολογικούς χώρους. Τα παραδοσιακά 3D μοντέλα δεν θεωρούνται πλέον επαρκή διότι λαμβάνουν υπόψη μόνο τη γεωμετρία ενός μνημείου. Αντίθετα υπάρχει ανάγκη για πιο λεπτομερή τεκμηρίωση και σύνδεση της με το 3D μοντέλο για άμεση πρόσβαση από τους μελετητές. Ειδικά σε περιπτώσεις κτιρίων που εμφανίζουν περίπλοκη αρχιτεκτονική και κρίνονται διατηρητέα, τα Ψηφιακά Δίδυμα αλλάζουν ριζικά τον τρόπο τεκμηρίωσης τη πολιτιστικής κληρονομιάς [8].

Πέρα από όλα τα πλεονεκτήματα που προσφέρει η δημιουργία ενός Ψηφιακού Διδύμου, υπάρχουν ωστόσο και ορισμένες δυσκολίες. Αρχικά ο σχεδιασμός και η δημιουργία του αποτελεί μία περίπλοκη διαδικασία με πολλά βήματα. Ένας ακόμη ανασταλτικός παράγοντας είναι το κόστος κατασκευής. Για να εγγυηθεί η εύρυθμη λειτουργία των Διδύμων απαιτείται εξοπλισμός και λογισμικά, η συντήρηση των οποίων μπορεί να είναι αρκετά κοστοβόρα. Επιπρόσθετα επισημαίνεται στην βιβλιογραφία η ανάγκη για τη δημιουργία ενός καθολικού πλαισίου λειτουργίας, συμβατού με τις παγκόσμιες προδιαγραφές, προσφέροντας μία τυποποίηση και κανονικοποίηση της διαδικασίας [10].

Ξεκινώντας από τον τομέα της βιομηχανίας έχει γίνει μία προσπάθεια κανονικοποίησης του workflow και της αυτοματοποίησης των Ψηφιακών Διδύμων. Πιο συγκεκριμένα, πέρα από την καταγραφή της γεωμετρίας, επικρατεί η πρακτική να καταγράφονται πληροφορίες σχετικές με την κατασκευή κα τα φυσικά χαρακτηριστικά του κτιρίου. Παρομοίως και στον τομέα της πολιτιστικής κληρονομιάς ακολουθείται η προαναφερθείσα μεθοδολογία BiM, η οποία είναι σύμφωνη με στάνταρ ISO. Στόχος είναι να καταγράφονται στα Ψηφιακά Δίδυμα μεταδεδομένα σχετικά με υλικά και διαδικασία κατασκευής, την τοποθεσία, τις ανθρώπινες σχέσεις (πχ. ιδιοκτησία) και τα έργα συντήρησης. Τα Ψηφιακά Δίδυμα ακολουθούν σε ορισμένες περιπτώσεις και κάποια πρότυπα CIDOC CRM [2].

Ένα ακόμη πρότυπο λειτουργίας των Ψηφιακών Διδύμων έχει δημοσιευτεί από την κυβέρνηση του Ηνωμένου Βασιλείου με το όνομα Gemini Principles. Σύμφωνα με την παραπάνω δημοσίευση ορίζονται οι στόχοι και η μεθοδολογία δημιουργίας Διδύμων. Δίνεται επίσης μεγάλη έμφαση στην ποιότητα των δεδομένων και την πιστότητα οπτικοποίησης τους [9]. Η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει ξεκινήσει να χρηματοδοτεί project, τα οποία αφορούν την προστασία της πολιτιστικής κληρονομιάς ψηφιακά, καλύπτοντάς σιγά σιγά το κενό που υπάρχει στο μεθοδολογικό πλαίσιο.

Στις περισσότερες προσεγγίσεις που εξετάστηκαν, οι οποίες αναφέρουν μελέτες περίπτωσης ως παράδειγμα, ακολουθείται μία σχετικά κοινή διαδικασία δημιουργίας Ψηφιακών Διδύμων. Προκειμένου να δημιουργηθούν 3D CAD ή Finite Element μοντέλα των ιστορικών κτιρίων, ακολουθείται μία σειρά προεργασιών. Κρίνεται απαραίτητη η λεπτομερής φωτογραφική τεκμηρίωση, η in situ μελέτη του κτιρίου και η διενέργεια πιθανών προσομοιώσεων κινδύνου. Με την τοποθέτηση αισθητήρων μπορεί επίσης να αξιολογηθεί η κατάσταση ενός κτιρίου και η οποιαδήποτε αλλαγή στα χαρακτηριστικά του. Οι προεργασίες αυτές αποσκοπούν στον εντοπισμό και την πρόληψη φθορών. Το Ψηφιακό Δίδυμο αποτελεί πολύτιμο εργαλείο για τον άμεσο σχεδιασμό αρχιτεκτονικών παρεμβάσεων, εξοικονομώντας χρήματα αλλά και χρόνο.

Ένα κενό που παρατηρήθηκε στη βιβλιογραφία ίσως αφορά τα μελλοντικά βήματα των Συστημάτων Ψηφιακών Διδύμων. Μέχρι στιγμής η εφαρμογή τους περιορίζεται στην καταγραφή και περιγραφή δεδομένων σχετικών με τα φυσικά χαρακτηριστικά ενός αντικειμένου. Σε ό,τι δηλαδή μπορεί να παρατηρηθεί με γυμνό μάτι ή να μετρηθεί μέσω αισθητήρων. Δεν λαμβάνονται υπόψη συνεπώς ‘άυλης’ φύσεως πληροφορίες για την πολιτιστική αξία ενός μνημείου ή την ιστορική σημασία του για την εκάστοτε κοινότητα. Ενδεχομένως μελλοντικά να υπάρξει τέτοιου είδους μέριμνα ώστε τα Ψηφιακά Δίδυμα να εμπλουτίζονται και με ‘ποιοτικά’, όχι μόνο τεχνικά δεδομένα [2]. Με αυτό τον τρόπο θα μπορούσε δυνητικά να προστεθεί μία νέα λειτουργία στα Ψηφιακά Δίδυμα, η οποία αφορά την παρουσίαση των ψηφιακών ιστορικών κτιρίων στο κοινό με μία πιο διαδραστική διάθεση. Θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν τεχνολογίες VR/AR για ένα Augmented Ψηφιακό Δίδυμο που θα έχει μεγαλύτερη απήχηση στο ευρύ κοινό και τους επισκέπτες.

Ενδιαφέρον θα αποτελούσε επίσης η δημιουργία κάποιου ψηφιακού αποθετηρίου, το οποίο θα περιέχει διάφορα Ψηφιακά Δίδυμα. Εκεί θα ήταν δυνατή η πρόσβαση σε ένα corpus εφαρμογών με σκοπό την ανταλλαγή ιδεών μεταξύ των μελετητών και τη βελτίωση των προσωπικών τους project. Μία τέτοια πλατφόρμα ωστόσο προϋποθέτει τη δημιουργία ενός παγκόσμιου κώδικα δεοντολογίας για την κατασκευή Ψηφιακών Διδύμων, ο οποίος όπως έχει ήδη αναφερθεί βρίσκεται σε πολύ πρωταρχικό στάδιο.

Συμπεράσματα

Τα ψηφιακά Δίδυμα στον τομέα της πολιτιστικής κληρονομιάς αποτελούν μία νεοσύστατη πρακτική για την τεκμηρίωση και τη συντήρηση ιστορικών μνημείων, υιοθετώντας τεχνικές από τον βιομηχανικό τομέα. Η διαφορά τους με άλλου είδους 3D μοντέλα έγκειται στο ότι τα πρώτα επιδέχονται real time ενημερώσεις. Επιπρόσθετα διαθέτουν πλήθος δεδομένων και μεταδεδομένων που περιγράφουν τα χαρακτηριστικά ενός κτιρίου και την εξέλιξη του με την πάροδο του χρόνου, ενισχύοντας έτσι την προσβασιμότητα σε πληροφορίες. Τα Ψηφιακά Δίδυμα λειτουργούν προληπτικά, προσομοιώνοντας υλικές καταστροφές και συνδέονται με το φυσικό περιβάλλον δυναμικά με τη βοήθεια αισθητήρων.

Παρόλο που αποτελούν ακόμη έναν αναπτυσσόμενο κλάδο, προσφέρουν πολλές δυνατότητες στους μελετητές για την πιο στοχευμένη λήψη αποφάσεων σχετικά με την προστασία και συντήρηση ιστορικών μνημείων. Συνεπώς συμβάλλουν στην πιο βιώσιμη διαχείριση της πολιτιστικής κληρονομιάς. Εφόσον ήδη γίνονται σημαντικά βήματα για τη διαμόρφωση ενός πλαισίου CIDOC CRM και ISO, είναι βέβαιο πως τα Ψηφιακά Δίδυμα θα αποτελέσουν αναπόσπαστο κομμάτι της ψηφιακής τεκμηρίωσης, διαμορφώνοντας ενδεχομένως ένα νέο στάνταρ στην 3D αποτύπωση.

Βιβλιογραφία

1. Correira, L., Bartholo R., Brufato A. and Sanchez E. (2023) Toward a Digital Twin for Cultural Heritage. In Advances in Tourism, Technology and Systems. Springer.

2. Niccolucci, F., Felicetti, A. and Hermon, S. (2022) Populating the Data Space for Cultural Heritage with Heritage Digital Twins. Data (7), 105.

3. Cinquepalmi, F., Cumo, F. (2023) Using Digital Twin Models (DTM) for Managing, Protecting and Restoring Historical Buildings. Conservation Science in Cultural Heritage22(1), 425–445.

4. Korumaz, A., Betti, M., Conti, A., et al. (2017) An integrated Terrestrial Laser Scanner (TLS), Deviation Analysis (DA) and Finite Element (FE) approach for health assessment of historical structures. A minaret case study. Engineering Structures (15), 224-238.

5. Angjeliu, G., Coronelli, D. and Cardani, G. (2020) Development of the Simulation Model for Digital Twin Applications in Historical Masonry Buildings: The Integration Between Numerical and Experimental Reality. Computers & Structures (238), 106282.

6. Shabani, A., Skamantzari, M., et al. (2022) 3D Simulation Models for Developing Digital Twins of Heritage Structures: Challenges and Strategies. Procedia Structural Integrity (37), 314–320.

7. Vuoto, A., Funari, M.F., Lourenço, P.B. (2023) On the Use of the Digital Twin Concept for the Structural Integrity Protection of Architectural Heritage. Infrastructures (8), 86.

8. Niccolucci, F. and Felicetti, A. (2024) Digital Twin Sensors in Cultural Heritage Ontology Applications. Sensors (24), 3978.

9. Bolton, A., Lorraine, B., et al. (2018) The Gemini Principles: Guiding Values for the National Digital Twin and Information Management Framework, Available online at TheGeminiPrinciples.pdf

10. Luther, W., Baloian, N., Biella, D. and Sacher, D. (2023) Digital Twins and Enabling Technologies in Museums and Cultural Heritage: An Overview. Sensors (23), 1583.