Cooperative architectures and advanced technologies for digital twins management in multi-domain Applications [Architetture cooperative e tecnologie avanzate per la gestione dei gemelli digitali in applicazioni multi-dominio]

The evolution of computing architectures and telecommunications has paved the way for Digital Twins (DTs), virtual representations of physical systems capable of real-time monitoring, analysis, and decision-making. The transition from monolithic software architectures to modular and scalable models has significantly improved the adaptability and efficiency of complex digital ecosystems. At the same time, advancements in IoT and the widespread adoption of low-latency communication protocols have strengthened the integration between physical and digital entities, enabling continuous data exchange and intelligent automation. This research explores the design, implementation, and application of DTs in domains where real-time adaptability and data-driven insights are crucial. A key focus is placed on overcoming challenges related to scalability, interoperability, and data management, which are essential for enabling DTs to operate beyond isolated environments and interact dynamically within interconnected digital infrastructures. The study presents practical implementations of DTs in healthcare and telecommunications, demonstrating their ability to enhance monitoring, diagnostics, and decision-making. In healthcare, DTs support real-time patient data analysis and predictive modeling, while in telecommunications, they contribute to optimizing network management and resource allocation. Additionally, the integration of AI-driven techniques allows DTs to process vast amounts of data efficiently, improving their ability to adapt to complex environments. By examining these aspects, this work provides insights into the potential and challenges of DTs, highlighting their role in bridging the physical and digital worlds. The results confirm the effectiveness of DTs in improving system efficiency and adaptability, offering a foundation for future advancements in intelligent and interconnected digital ecosystems.

L'evoluzione delle architetture informatiche e delle telecomunicazioni ha aperto la strada ai Digital Twin (DT), rappresentazioni virtuali di sistemi fisici in grado di monitorare, analizzare e prendere decisioni in tempo reale. La transizione da architetture software monolitiche a modelli modulari e scalabili ha migliorato significativamente l'adattabilità e l'efficienza di complessi ecosistemi digitali. Allo stesso tempo, i progressi nell'IoT e l'adozione diffusa di protocolli di comunicazione a bassa latenza hanno rafforzato l'integrazione tra entità fisiche e digitali, consentendo uno scambio continuo di dati e un'automazione intelligente. Questa ricerca esplora la progettazione, l'implementazione e l'applicazione dei DT in domini in cui l'adattabilità in tempo reale e le informazioni basate sui dati sono cruciali. Un'attenzione fondamentale è rivolta al superamento delle sfide relative a scalabilità, interoperabilità e gestione dei dati, che sono essenziali per consentire ai DT di operare al di là di ambienti isolati e interagire dinamicamente all'interno di infrastrutture digitali interconnesse. Lo studio presenta implementazioni pratiche dei DT nell'assistenza sanitaria e nelle telecomunicazioni, dimostrando la loro capacità di migliorare il monitoraggio, la diagnostica e il processo decisionale. In ambito sanitario, i DT supportano l'analisi dei dati dei pazienti in tempo reale e la modellazione predittiva, mentre nelle telecomunicazioni contribuiscono a ottimizzare la gestione della rete e l'allocazione delle risorse. Inoltre, l'integrazione di tecniche basate sull'intelligenza artificiale consente ai DT di elaborare grandi quantità di dati in modo efficiente, migliorando la loro capacità di adattarsi ad ambienti complessi. Esaminando questi aspetti, questo lavoro fornisce approfondimenti sul potenziale e sulle sfide dei DT, evidenziando il loro ruolo nel colmare il divario tra il mondo fisico e quello digitale. I risultati confermano l'efficacia dei DT nel migliorare l'efficienza e l'adattabilità del sistema, offrendo una base per futuri progressi negli ecosistemi digitali intelligenti e interconnessi.