デジタルツインとは？メタバースとの違いや、両者を活用したオンラインプロモーションまで解説
2023.10.25
製造業や都市開発を中心に「デジタルツイン」という言葉が注目されています。本記事では、デジタルツインの概念から活用事例、「シミュレーション」や「メタバース」との違い、融合施策まで解説します。
▼目次
デジタルツインとメタバースの融合事例－リアルとのハイブリット効果－「志摩スペイン村」
デジタルツインとは
デジタルツインの基本概念
定義
デジタルツインとは「現実の世界から集めたさまざまな情報を元に仮想空間で現実の世界を再現する技術」です。まるで双子であるかのようにコンピュータ上で再現することから、デジタルの双子＝デジタルツインと言われています。
デジタルツインが注目される背景
デジタルツインが注目される背景として、IoTやAIの進化があります。IoTで取得したあらゆるデータをクラウド上のサーバにリアルタイムで送信し、AIが分析・処理をすることでリアルタイムな現実空間の再現が可能になるからです。
現実そっくりに再現された仮想空間上において、現実空間でこれから起こりうる変化をシミュレートし予測をすることができます。
デジタルツインを支える技術
１．IoT－モノのデータを収集
IoT（Internet of Things）とは、あらゆるモノがインターネットに接続して通信を行うテクノロジーのことです。さまざまなセンサーやカメラ等が収集した情報を、インターネットを介してデジタルツインに反映することで、現実空間をよりリアルかつ高精度に仮想空間に再現します。
２．AI－収集したデータを分析
日本語で「人工知能」と訳されるAIは、膨大なデータを効率的に分析することに長けています。現在では、AI自体の情報処理能力の向上に加え、IoTの発展によるデータ量の増加も受け、より正確な未来の予測を実現しつつあり、デジタルツインにおいては、仮想空間で再現された物理空間の高精度な分析がAIには求められています。
AI（Artificial Intelligence）は日本語で「人工知能」と言われ、膨大なデータの分析・予測を効率的に行うことができる技術です。デジタルツインにおいては、仮想空間で再現された物理空間の高精度な分析にAIが役立っています。AIで収集した膨大なデータを深層学習（ディープラーニング）したり機械学習させることで、高度かつ高精度な分析・予測ができます。
３．5G－リアルタイムでデータを反映
5G（5th Generation）とは、第5世代移動通信システムのことで、日本では2020年春にサービスがスタートしました。従前のシステムより大容量のデータを超高速・低遅延で送受信できる5Gは、デジタルツインにおいても仮想空間への即時データ反映に高い効果が見込める技術だと言えるでしょう。
４．AR・VR・3Dスキャン－デジタル空間を視覚化
ヘッドマウントディスプレイやブラウザ上に360°見渡せる映像を映すことで、実際にその空間にいるような感覚を得られる技術であるVR（Virtual Reality／仮想現実）や、スマートフォンやタブレット、あるいは専用サングラスを通して見ることで、現実世界にデジタル情報の付加し現実世界を拡張する技術であるAR（Augmented Reality／拡張現実）もデジタルツインの重要な技術です。これらの技術によって、仮想空間上に再現したデジタルツインを視覚的な面から現実味を持って体感できるようになります。
また、VRやARを支える技術として注目されているのが、物体の形状やサイズ、色や素材感を正確に捉え、3Dモデルとして再現する技術である3Dスキャン技術です。3Dスキャンデータを活用することでデジタルツインを制作する上での正確性を高め、効率化を図ることが出来ます。
５．CAE－デジタル空間でシミュレーションを実行
CAE（Computer Aided Engineering）は、製品の設計・開発の事前シミュレーションに使用する技術です。デジタルツインにおいては、仮想空間に構築したデータのシミュレーションに使われています。
デジタルツインのメリット
１．設備の予知・保全
工場の設備などで発生するトラブル対応に役立ちます。これまでは現場からの報告や顧客からのフィードバックをもとに原因究明と解決が行なわれていたものが、設備のデジタルツインが構築されれば、トラブル発生をリアルタイムで把握し、即座に原因究明と解決へ向かうことが出来ます。
また、デジタルツイン上のデータをAIで監視することで、トラブルに対して予め警告を出すなど、予防保全も可能になります。
２．コストダウン・品質向上・リスク軽減
デジタルツインは製品の品質向上にも繋がります。従来の生産現場では、一つの製品を完成させるまでに何度も試作を繰り返す必要があり、費用・時間・人員面での多くのコストがかかっていました。その点デジタルツインでは、試作のプロセスを仮想空間で行うことができるため、これらのコストを大幅に抑えながら製品の品質向上をはかることが出来ます。
これまで顧客クレームやアンケートやモニタリングなどでコツコツと収集するしかなかったユーザビリティに関するデータを製品自体に組み込んだIoTセンサを通してデータを収集できれば、製品の改善もスピーディーに行うことが出来るでしょう。
また、製造ラインも含めた検証・予測ができるため、物理空間で実際に製品の開発を行うよりも製造時におけるリスクを抑えることが期待できます。
３．アフターサービスの向上
デジタルツインは、顧客に対するアフターサービスの充実にも活用できます。製品の不具合などが発生した最、従来は顧客側からメーカーなどへ修理依頼が必要でした。デジタルツインを導入すれば、製品から収集するデータをもとにメーカー側がリアルタイムに使用状況を把握できるため、起こった不具合に対して顧客がアクションを起こす前にプッシュ型で対応したり、メンテナンス時期も適切に案内することが可能になります。こうしたアフターサービスの向上によって、顧客満足度を高めることにも繋がるでしょう。
また、製品から使用状況などに関するデータを収集し、商品改良や自作の開発、マーケティング施策に活かすこともできます。
４．プロモーション・ブランディング・マーケティング活用
デジタルツインの構築によって、本物そっくりのショールーム(バーチャルショールーム)や店舗(バーチャルショップ)、イベント(バーチャルイベント)を仮想空間に開設することも可能です。そこに製品を展示したり、デモンストレーションやプロモーションを行えば、より多くの消費者に対して製品やブランドの価値を訴求できます。
商品が大きくて移動できない場合でも、より多くの人に製品の接触機会を設けることができ、実際の展示では実現が難しい使用イメージの再現やカラーバリエーションなども見せることが可能です。商品を見に来る側の移動時間や交通費もかからないため、従来の販売ターゲット以外の層への訴求ハードルも低くなり、新たな顧客層との接点を持つことにもつながります。
また、デジタルツイン上でABテストを実施し、来場者のクリック数・ダウンロード数などのデータで反響を確認して実際の商品開発に活かしたり、来場者データから販売ターゲットやチャネルの検討をすることもできます。
上記施策を実際のショップや商品とオムニチャネルで展開して各々のデータを一つに集約した施策を行うことで、マーケティング結果を相互に発揮すると同時に、よりシームレスな顧客体験を創造することができるでしょう。
▼オムニチャネルについてはこちらの記事もチェック！（内部リンク）
▼メタバース上にデジタルツインのような現実そっくり空間を展開した事例はこちら（内部リンク）
５．遠隔での教育・作業支援
デジタルツイン活用により、遠隔地からの教育や作業指示もできるようになります。現場に対する指導員や作業監督者によるレクチャーも現地に出向くことなくリモートでの実施が可能に。例えば全国に教育対象がいる場合など、いままで教育担当者が各地を回って何度も何度も同じ内容を繰り返していたのが、1回のレクチャーで済むようになるため時間や費用コストの削減も期待できます。
また、作業内容をデータで記録していくことができるため、熟練者の技術やノウハウを、デジタルツインを通して効率的に後進に伝えていくこともできるでしょう。
その他、気象分野や農業など、さまざまな社会課題解決への貢献が期待されています。
デジタルツインの具体的な活用事例
製造業での活用例
米国の総合電機メーカーであるゼネラル・エレクトリック社（以下、GE）は、航空機エンジンのメンテナンスにおいて、デジタルツインの活用によりコストの大幅削減に成功しています。
航空機エンジンに設置した200以上のセンサーから取得したあらゆるデータ(全飛行、エンジンの稼働状況、ブレードの物理的状態、粉塵レベル、環境温度等)に加えて、風や雨などの気象状況のデータも踏まえた現実空間の状況を仮想空間に複製することでデジタルツインを作成。AIがエンジンの状態を分析し、メンテナンスに適切な時期が正確にわかるようになりました。これによって不具合を未然に防ぐことが可能となり、保守点検にかかるコストも大幅削減できました。
参考： デジタル・ツイン：データを分析して将来を予測する(GE社)
スポーツでの活用例
2018年に開催されたFIFAワールドカップロシア大会は、”初めてのデジタル化されたワールドカップ”と呼ばれ、中でもデジタルツインとして注目されたのが電子パフォーマンス＆トラッキングシステム （Electronic Performance and Tracking Systems：EPTS）の導入でした。
カメラから選手やボールの位置情報を特定し、小型のデバイスを選手が取り付けることで、そのデバイスから選手の心拍数や疲労度の情報までもが仮想空間でモニタリングされました。監督やデータ分析担当者は配布されたタブレットで選手の位置情報やフィジカルコンディションをリアルタイムに把握し、選手交代やフォーメーションの検討に役立てました。
都市計画における活用例
国土交通省は2020年度から都市デジタルツインの社会実装プロジェクト「Project PLATEAU（プラトー）」を開始しました。 「3D都市モデル」と呼ばれる都市空間のデジタルツインデータを整備しオープンデータ化することで、誰もが自由に活用できるようにし、都市開発、交通、流通、防災、など様々な分野に活かす取り組みです。これまでに仮想空間での街歩き体験を提供する「バーチャル新宿」や、渋谷区のさまざまなデータを可視化してスマートな街作りを目指す「デジタルツイン渋谷プロジェクト」などを展開。2023年度は実証フェーズを超えて、本格的な社会実装のフェーズに入るとされています。
▼PLATEAU コンセプトムービー
災害課題の解決における活用例
NTTコミュニケーションズは、2022年4月より水害ハイリスク地域の防災・減災の実現に向け、市民参加型の「デジタル防災訓練」を用いた実証実験(以下 本実証実験)を開始しました。国や自治体が指定する水害ハイリスク地域をデジタルツインで再現し、発災前後のシチュエーションを市民がアバターとして体験しながら自身の行動をシミュレートしてもらうことで、避難行動の可視化、防災意識の向上、安全に避難できる施策の検討を行っています。将来的には、「参加型デジタルツインシミュレーションプラットフォーム」の活用により、気象災害だけではなく高齢化社会、食品ロスなど幅広い社会課題の解決を目指しています。
参考： 水害ハイリスク地域における市民参加型の「デジタル防災訓練」を用いた実証実験を開始(NTTコミュニケーションズ)
デジタルツインの課題
デジタルツインを作成する際の典型的な課題が、膨大なデータの統合にかかる時間や費用コストです。既存のシステムと新しいプラットフォームの間で互換性のないフォーマットやプロトコル、APIを多く含むため、移行する際に多くの時間と手間がかかることがあります。そのため、最初から大規模なプロジェクトを組むのではなく、スモールスタートすることでシミュレーションにもなり、リスク回避にもつながるでしょう。
デジタルツインの未来展望
社会全体としても分野や領域を超えてさまざまなデジタルツインを相互連携させることはまだ高いハードルがあります。現状、それぞれのデジタルツインはその目的に応じて個別に作成・利用されているからです。しかし近い将来、世界中でデジタルツイン化が進めば、分野や領域を超えた大規模なシミュレーションを経て相互連携が実現するかもしれません。
多様なモノ・ヒト同士が現実世界の制約を超えてデジタルツイン上で高度に相互作用することができれば、国境を越えたリアルタイムな情報取集・把握・分析が実現可能となり、あらゆる国際課題の解決にも寄与すると期待されています。
シミュレーションやメタバースとの違い
デジタルツインとシミュレーションの違い
シミュレーションとは、「模擬行動」「模擬実験」あるいは「想定実験」と言い換えられます。現実の世界で発生するさまざまな事象を本物そっくりの空間を再現したり実験したりすることで起こりうる出来事の検証や予測を行うことです。シミュレーションの代表例としては、車の走行実験が挙げられます。本物の道路に似せたテストコースを使って走行試験をしたり、台風の影響を疑似的に再現する風洞実験施設で耐久性をテストするのをTVCMで見たことがある方も多いのではないでしょうか。
その中でデジタルツインは、あらゆるシミュレーション形態の中の1つと位置付けられています。
デジタルツインとメタバースの違い
デジタルツインとメタバースは、まず「仮想空間」の捉え方が違うと言えます。
デジタルツインは現実空間の環境を仮想空間に「再現」しますが、メタバースは必ずしも忠実に現実空間を再現するものではありません。メタバースは現実空間には存在しないものを加えたり、あるいは現実空間とは全く違う別の世界を構築することもあります。
また、アバターの有無も大きな違いです。デジタルツインはアバターを必ずしも活用するものではありませんが、メタバースではアバターに扮した活動やコミュニケーションが一般的です。
また、利用目的が違うことも特筆する部分です。デジタルツインは、現実空間では実現が難しい高度なシミュレーションを主目的に構築されます。それに対し、メタバースはゲームやミーティングなどコミュニケーションを目的として活用されることが主流です。
メタバースとは
デジタルツインとは似て非なるメタバースについて解説します。
メタバースの基本概念
もともと「メタバース」は、米国のSF作家Neal Stephensonの小説『スノウ・クラッシュ』（1992年）に登場する、インターネット上の仮想世界を指す言葉でした。現在では一般的に「仮想空間を用いたサービスの総称」のことを指し、明確な定義はなく様々な種類のものがあります。
メタバースは「アバター」と呼ばれる自分の分身を用いて仮想空間内を自由に移動し、アバターを通じて様々な人と自由に交流できるのが大きな特徴です。
例えば他のユーザーとチャットを通じてコミュニケーションを取ったり、一緒に協力しながら仮想世界を創造（共創）したり、現実世界のようなイベントを楽しんだりできます。
メタバースの特徴
メタバースの世界では、その特長を活かして主に以下のようなことができます。
・リアリティあふれる三次元の仮想空間に没入できる
・アバターを通して自分を表現し、いつもと違う自分を手軽に楽しめる
・大人数のユーザーが同時に楽しめる
・ユーザー同士がチャットや音声を使って交流できる
メタバースの誕生によって、現実では別の場所にいる多くのユーザーが一度に同じ仮想空間に集まり、チャットや音声で交流できるようになりました。
アバターと呼ばれる分身を使うことで、性別・年齢・容姿など、現実の自分とはまた違うパーソナリティで参加でき、テキストチャットやボイスチャットを使って交流できるのです。
メタバース導入のビジネスへのメリット
メタバースを導入して企業活動の活性化を図る企業は増えています。
メタバースを活用して仮想空間上にオフィスを作ったり、バーチャル会議やバーチャルセミナー等を行うなど、ビジネスプラットフォームとして活用している企業もあります。またメタバース内にバーチャル店舗を展開して商品を展示・販売しているメーカーやブランドも多数あります。メタバースからECサイトに繋がり購入できるので、現実世界にいながらお店に訪問して商品を選ぶような感覚を味わうことができます。メタバース上でNFTアートの展示やNFTアバターへの着せ替え、それらの売買なども楽しめます。
メタバースにはすでに様々な企業が参入しており、今後新しい経済圏として利用される可能性は高いでしょう。
メタバース内での経済活動が活発になれば、広告業が発展する可能性もあります。例えばメタバースで行われるイベントに企業がスポンサードし、CMを流したり広告を掲載したりするのが一般的になる時代も遠くはないでしょう。
デジタルツインとメタバースの融合
現実空間を再現し、シミュレーションや実験、データ分析を目的として構築されるデジタルツインと、コミュニケーションや共創を実現するメタバースが融合、あるいは補完し合うことで、都市や産業に対して変革をもたらすようになってきています。メタバースに現実世界を再現したデジタルツインを取り入れてコミュニケーションに活用したり、メタバースで共創したものをデジタルツインに導入し、現実空間の変化とリンクさせるなどの使い方が出てきています。
デジタルツインとメタバースの融合事例－リアルとのハイブリット効果－「志摩スペイン村」
メタバースとしても人気上昇中のゲーミングプラットフォーム「Roblox」に顧客とのコミュニケーションの場として本物そっくりのデジタルツインを構築し、マーケティング効果を上げた好例が、本記事を執筆しているnewtrace社で企画制作を行った複合リゾート施設「志摩スペイン村」です。
★詳しくはこちらの記事でご紹介しています
過疎や経済力の縮小、若者の流出は昨今の大きな社会課題ですが、「志摩スペイン村」のある三重県も同じ状況でした。そこで、「志摩スペイン村」×「Roblox(メタバース)」という親しみやすいオンラインコンテンツを通して日本のみならず世界中のZ世代・α世代の認知を高め、志摩スペイン村のある三重や関西に足を運んでもらえるきっかけになれば、ということから志摩スペイン村×メタバース企画の実施が決まりました。
「志摩スペイン村」のテーマパーク「パルケエスパーニャ」の一部を、実際の設計図や現地写真、また3Dスキャンデータに弊社の建築CG技術を掛け合わせて「Roblox」内に本物そっくりにデジタルツインとして再現。実際の志摩スペイン村の人気キャラクターもいたるところに登場します。BGMも園内と同じものを使用し、臨場感を高めました。
プレイヤーはアバターでワールド内を自由に歩き回りながら施設のガイドを読んだり、建造物にまつわる知識を深めたり、他にもワールド内に点在するコインを一定数集めると、集めた数に応じてアイテムが入手出来たり、スペインの奇祭「トマト祭り」「牛追い祭り」をモチーフにした生き残りゲームに挑戦することもできます。
現実の志摩スペイン村との融合施策として、ゲームの生き残り時間で上位に入ると「志摩スペイン村ペアパスポート」が当たるキャンペーンを実施しました。(現在は終了)
コイン収集数に応じたアイテムの配布や生き残りゲームは現実の志摩スペイン村には無い“メタバース版”志摩スペイン村オリジナルのコンテンツであり、まさにデジタルツインとメタバースの融合の部分と言えるでしょう。
“メタバース版”志摩スペイン村は実物をCGで忠実に再現したことにより、本物の志摩スペイン村を歩いているかのような感覚を来訪者に与えています。 過去に志摩スペイン村へ遊びに行ったことのあるプレイヤーは当時の経験を思い出し、まだ行ったことのないプレイヤーは以前より志摩スペイン村に親しみを感じているような反応をTwitter上で見ることができました。
デジタルツインとメタバースとの融合に加えてリアルとのハイブリッド効果も感じられた、これからのマーケティング事例と言えるでしょう。
▼“メタバース版”志摩スペイン村についての詳しい記事はこちら！（内部リンク）
まとめ
IoTやAI、5Gなどの技術が発展したことにより実現したデジタルツインは、製造業や都市開発を中心に幅広い分野で今後活用が拡大していくと予想されています。シミュレーションからマーケティングまでその用途は幅広く、自社の課題にも有効な解決手段となるかもしれませんね。
＼弊社newtraceではRobloxでのデジタルツイン・メタバース制作を承っております／
建築設計知識を持つCGクリエイターが多数在籍しており、設計図面や現場写真からデジタルツインを立ち上げることが出来ます。デジタルツインやメタバースなどのデジタルコンテンツの計画をご検討されておりましたら、一度お気軽にご相談ください。