Nel corso degli anni Sessanta la corsa allo spazio stava entrando nella sua fase più calda. Nel 1965 la Nasa ultimava il Lunar Landing Research Facility (LLRF), un simulatore immersivo che divenne uno strumento fondamentale nell’addestrare tutti gli astronauti che avrebbero raggiunto la superficie lunare. La possibilità di addestrare i piloti in un ambiente immersivo, ma privo di rischi, fu uno degli ingredienti del successo delle missioni lunari.
La simulazione è diventata uno strumento essenziale nei più disparati campi: manifattura, medicina, industria aerospaziale, addestramento militare, pianificazione urbanistica e tanti altri. Il progredire della tecnologia informatica ha permesso il passaggio da una simulazione analogica a una simulazione digitale, in grado di poter analizzare un numero infinitamente superiore di variabili abbattendo i costi di costruzione. Oggi, possedere le tecnologie necessarie in questo ambito strategico conferisce un indubbio vantaggio, non solo commerciale ma anche geopolitico, sui rivali.
La simulazione digitale è un asset di straordinaria potenza, permette l’analisi di innumerevoli scenari, creando in questo modo la possibilità di prepararsi a qualsiasi evenienza prima che si presenti. Oggi, quella frontiera si è evoluta in ambienti digitali immersivi, alimentati da motori grafici avanzati, intelligenze artificiali e reti in tempo reale, dando vita ai digital twin: repliche virtuali, costantemente aggiornate, che monitorano e ottimizzano sistemi fisici in settori strategici come difesa, energia e infrastrutture. In questo contesto, i videogiochi – un tempo confinati all’intrattenimento – diventano piattaforme di simulazione professionale. Il predominio della tecnologia statunitense in questo momento è pressoché indiscusso in tutti gli aspetti inerenti legati all’ecosistema dei digital twin.
Le tecnologie dei digital twin
I motori grafici come Unreal Engine e Unity, insieme ai più avanzati physics engine, non sono più strumenti principalmente votati all’intrattenimento videoludico: oggi costituiscono la base tecnologica di sofisticati simulatori militari e industriali.
Le infrastrutture cloud sono fondamentali per simulazioni distribuite e ad alta complessità, le reti IoT1, cuore pulsante dei digital twin, forniscono i dati in tempo reale che permettono di replicare, monitorare e ottimizzare sistemi fisici nel mondo virtuale. Il confine tra intrattenimento e simulazione avanzata, da questa prospettiva, si dissolve: le tecnologie si intrecciano, si contaminano e si potenziano a vicenda.
Nel panorama della simulazione digitale e del digital twin convergono numerose tecnologie avanzate, molte delle quali hanno origine o applicazioni dirette nel mondo dei videogiochi. I motori grafici 3D permettono di ricreare ambienti virtuali estremamente realistici, gestendo illuminazione, texture e shader con elevata efficienza. I physics engine come NVIDIA PhysX e Havok simulano con precisione le dinamiche meccaniche di corpi rigidi, fluidi e particelle, indispensabili per riprodurre fenomeni realistici in tempo reale. Le intelligenze artificiali e le tecniche di machine learning (reinforcement learning, behavior tree, reti neurali) sono fondamentali per generare comportamenti credibili di agenti virtuali e per l’ottimizzazione predittiva dei processi. I sistemi di networking e IoT integrano flussi di dati in tempo reale provenienti da sensori, droni e dispositivi edge, assicurando che il modello digitale resti sincronizzato con il mondo fisico. Le infrastrutture di cloud ed edge computing (AWS, Azure, Google Cloud) offrono la potenza di calcolo distribuita necessaria per eseguire simulazioni su larga scala con latenze minime. Le tecnologie immersive (AR/VR/XR) forniscono interfacce coinvolgenti, offrendo feedback visivo, tattile e spaziale, essenziali per l’addestramento militare, industriale o medico. Gran parte di queste componenti deriva direttamente dall’industria videoludica, il cui continuo investimento in grafica, fisica e AI ha consentito alle simulazioni professionali e ai digital twin di raggiungere livelli di sofisticatezza prima impensabili.
A differenza di un semplice simulatore, un digital twin è una replica virtuale continuamente sincronizzata con i dati reali provenienti da sensori, macchinari e sistemi di controllo: questo legame costante consente di testare scenari “what-if” senza modificare il sistema fisico, ottimizzando procedure e prevedendo guasti prima che avvengano.
Nei settori industriali più avanzati, compagnie come Siemens e Airbus hanno dimostrato come i digital twin possano ridurre fino al 30% i tempi di messa in servizio di nuovi impianti e aeromobili, grazie alla simulazione completa delle linee di montaggio e delle condizioni operative in ambiente virtuale (ScienceDirect, 2021) . Allo stesso modo, il progetto Destination Earth – un’iniziativa dell’Agenzia Spaziale Europea – sfrutta motori grafici derivati dall’industria videoludica per modellare reti elettriche “smart” e scenari climatici, permettendo di pianificare interventi infrastrutturali, gestire fenomeni ambientali estremi e simulare interventi su scala globale utilizzando un gemello digitale dell’intero pianeta.
In ambito sanitario, repliche digitali di organi e strutture vascolari, basate su motori di rendering e physics engine di ultima generazione, offrono ai chirurghi simulazioni personalizzate sul “paziente virtuale”, riducendo i tempi di addestramento e abbattendo significativamente il rischio di complicazioni intraoperatorie. Analogamente, grandi operatori dei porti, come quello di Corpus Christi (Texas), hanno implementato digital twin per il monitoraggio in tempo reale di navi e infrastrutture.
Nel contesto globale, la simulazione digitale e il digital twin si configurano come veri e propri asset strategici. Possono essere considerati come leve di proiezione geopolitica, in grado di influenzare dinamiche economiche, militari e infrastrutturali. La capacità di simulare ambienti complessi e di riprodurre virtualmente interi sistemi – da una rete ferroviaria a una flotta di droni, da un ospedale a un’intera città – consente agli Stati di ottimizzare risorse, testare strategie in modo sicuro e mantenere un vantaggio competitivo rispetto a rivali meno avanzati.
I leader del digital twin
Nel campo dei digital twin gli Stati Uniti ricoprono una posizione di assoluto rilievo a livello globale. Gli americani sono sostanzialmente leader, sia nella produzione che nello sviluppo, di tutte le componenti tecnologiche, hardware e software, che concorrono al funzionamento delle simulazioni digitali avanzate. Giusto per citare qualche esempio, aziende come Texas Instruments, Honeywell, Ge Digital, Microsoft, Amazon, Cisco, Ibm, Nvidia ed Epic Games coprono l’intero spettro di strumentazioni necessarie allo sviluppo, implementazione, gestione e commercializzazione dei digital twin. Questo permette agli statunitensi di dettare le regole del mercato e li dota, inoltre, di una leva geopolitica di importanza assoluta in un’economia globale sempre più improntata all’automazione. Infatti, la gestione delle licenze d’uso garantisce un controllo diretto su tutta la filiera vincolando di fatto i clienti a una formale dipendenza.
Gli sfidanti
La Cina, negli ultimi anni, ha adottato un approccio sistemico e centralizzato allo scopo di raggiungere “l’indipendenza” digitale. Oltre ad aver creato digital twin dalla notevole complessità come la replica della città di Shangai o quello di Canberra (creati da 51world), Pechino sta cercando di recuperare il gap tecnologico in tutti i settori attualmente dominati dagli Stati Uniti. Infatti, colossi come Hawei, Alibaba, Baidu e Tencent stanno lavorando alla creazione di infrastrutture di cloud computing e intelligenza artificiale proprietarie. Partecipano attivamente alla corsa anche Robosense, Moko Smart, QuestMobile, 51World e diverse altre conferendo alla Cina un alto grado di competitività in settori come la sensoristica, la connettività e l’analisi di big data. Nonostante i numerosissimi progressi fatti negli ultimi anni permane ancora una debolezza strutturale che impedisce alla Cina di essere pienamente indipendente: la mancanza di un motore grafico proprietario con prestazioni paragonabili a quelle dei competitor americani.
L’Italia della simulazione e del digital twin
L’Italia, pur non essendo tra i Paesi leader globali nella simulazione digitale e nei digital twin, dispone di competenze verticali avanzate e di un ecosistema industriale e scientifico che le consente di giocare un ruolo strategico in ambiti specifici. Il settore più strutturato è quello aerospaziale e della difesa, dove Leonardo S.p.A. rappresenta un polo di eccellenza: l’azienda sviluppa simulatori di volo immersivi per elicotteri e jet, impiegati non solo per l’addestramento militare ma anche per testare l’integrazione di sistemi complessi tramite digital twin. Il digital twin viene, inoltre, massicciamente utilizzato «per supportare la progettazione preliminare di configurazioni di aeromobili all’avanguardia2». Parallelamente, Avio Aero, società del gruppo GE con sedi a Brindisi e Pomigliano, impiega processi digitali – basati sull’integrazione di analisi di big data generati in tempo reale da sensoristica – per migliorare la progettazione e la manutenzione dei propri sistemi di propulsione.
Nel comparto manifatturiero e automotive, aziende come Stellantis e Comau stanno adottando modelli di simulazione digitale per automatizzare e migliorare l’efficienza delle linee di produzione. Comau, azienda specializzata nella produzione e progettazione di strumentazioni volte all’automazione industriale, partecipa al progetto BATTwin, finanziato dalla Commissione europea nell’ambito del progetto Horizon Europe, che ha lo scopo di ridurre del 30% i difetti di produzione nelle gigafactory che producono batterie agli ioni di litio. Assolutamente degno di nota è il sistema Autodesk Construction Cloud di Stellantis, una piattaforma basata sul cloud che permette sia a Stellantis che ai fornitori di «condividere e simulare simultaneamente i layout di costruzione e di interagire in un digital twin di un impianto di produzione3».
Nel campo energetico, ENEL emerge come uno degli operatori più dinamici a livello europeo per l’utilizzo di digital twin. Le sue divisioni per le reti intelligenti (Smart Grid), la produzione da fonti rinnovabili e la manutenzione degli impianti impiegano modelli digitali aggiornati in tempo reale grazie a reti IoT distribuite. Il gruppo ha attivato progetti con start-up italiane e università per simulare scenari di carico, ottimizzare il consumo e prevedere guasti. Anche Terna e Snam hanno integrato sistemi di modellazione predittiva per reti elettriche e del gas, aumentando la resilienza delle infrastrutture critiche. Di grande importanza anche i Digital Competence Center di Eni, «specializzati sulle tematiche cloud, dati, intelligenza artificiale, cyber security e supercalcolo e svolgono un ruolo centrale anche nell’adozione di nuovi strumenti e nuove metodologie4».
Il digital twin sta diventando protagonista anche nella sanità. L‘IRCCS Istituto clinico Humanitas è stato il primo policlinico italiano a dotarsi di un centro AI, creando, in collaborazione con Humanitas University, un digital twin con lo scopo di creare dei doppi digitali da applicare alla cura dei tumori rari e delle leucemie5. Degna di nota anche la partecipazione dell’Università di Pisa al progetto Virtual Twins as Tools for Personalised Clinical Care (Vital), progetto che ha lo scopo di studiare e curare pazienti con gravi patologie cardiovascolari6.
Il mondo delle università partecipa attivamente allo sviluppo e all’applicazione su scopi reali delle tecnologie del digital twin. La collaborazione tra la regione Emilia Romagna, Lepida e Università di Parma sta dando vita al gemello digitale del capoluogo parmigiano, con lo scopo di migliorare la gestione urbanistica anche in vista dell’obiettivo di neutralità carbonica da raggiungere entro il 20307.
Nonostante queste eccellenze, l’Italia mostra limiti strutturali: manca un motore grafico nazionale, una piattaforma cloud sovrana e una strategia unitaria per rendere interoperabili i modelli e le simulazioni sviluppate da enti diversi. Le iniziative spesso si frammentano a livello regionale o restano vincolate a fondi europei, senza una cabina di regia nazionale stabile. Per rafforzare la posizione italiana, sarebbe necessario un coordinamento strategico tra ministeri, industria, università e Difesa, sostenuto da investimenti pubblici a medio-lungo termine e dalla creazione di un ecosistema nazionale di simulazione interoperabile, sicuro e competitivo.
Il digital twin nei rivali europei dell’Italia
Nonostante la crescente rilevanza geopolitica della simulazione digitale, nessuno dei principali Paesi europei dispone oggi di un motore grafico sovrano in grado di competere con Unreal Engine o Unity, entrambi sviluppati negli Stati Uniti. Questo vale per Germania, Francia e Regno Unito, che pur mostrando differenze nella capacità industriale e nell’organizzazione strategica, condividono una dipendenza strutturale da tecnologie di base estere.
La Germania, grazie a compagini come Siemens e Fraunhofer, integra queste tecnologie all’interno di architetture proprie per l’industria 4.0, con una forte capacità di adattamento e controllo sui processi di simulazione. Tuttavia, anche qui i motori grafici utilizzati per la visualizzazione real-time e le simulazioni immersive sono prevalentemente Unreal e Unity, in combinazione con NVIDIA Omniverse. La Francia si affida a Dassault Systèmes per la modellazione ingegneristica, ma nei digital twin immersivi – come quelli sviluppati nel progetto CAJuN o per il settore automobilistico – ricorre sistematicamente a motori grafici americani. Il Regno Unito, nonostante l’ambiziosa strategia sul digital twin promossa dal National Digital Twin Programme, utilizza Unreal e Unity per la gran parte dei progetti nei settori dell’infrastruttura urbana, della difesa e della formazione tecnica.
Questa situazione rende evidente un paradosso strategico: i Paesi europei – e l’Italia in particolare – sviluppano digital twin per infrastrutture critiche, sanità, difesa o smart grid, ma lo fanno all’interno di ambienti tecnici controllati da attori extraeuropei. Non si tratta solo di una questione tecnica: è una dipendenza geopolitica latente, che potrebbe trasformarsi in una vulnerabilità strutturale qualora venissero imposte restrizioni all’uso, all’accesso ai dati o all’export di aggiornamenti software. Senza un investimento in motori grafici open-source, interoperabili e integrabili con AI e sensoristica, l’ambizione di costruire una simulazione sovrana resta subordinata alla volontà – e agli interessi – altrui. In questo contesto, l’Italia sconta un ulteriore svantaggio: l’assenza di una strategia nazionale unificata, che la colloca in posizione periferica rispetto alle iniziative franco-tedesche o anglosassoni. Simulare, oggi, è una forma di potere. Ma senza piattaforme autonome, si resta spettatori – anche quando si è tra i migliori ingegneri in campo.
2 https://www.leonardo.com/it/innovation-technology/leonardo-labs/digital-twin
3 https://www.media.stellantis.com/it-it/corporate-communications/press/stellantis-utilizza-l-intelligenza-artificiale-per-aumentare-l-efficienza-della-produzione-la-sostenibilita-e-per-migliorare-l-ambiente-di-lavoro
4 https://www.eni.com/it-IT/visione/innovazione/digitalizzazione.html
5 Tumori: a ogni paziente il suo “gemello digitale” – Humanitas
6 https://old.unipi.it/index.php/news/item/28972-un-gemello-virtuale-per-cure-sempre-piu-personalizzate
7 Anche l’Università al lavoro per il Digital Twin di Parma | Università degli studi di Parma
