デジタルツインとは、物理的な対象（機械・施設・都市・人体など）やプロセスの動作・状態をリアルタイムまたは近似で仮想空間に再現したモデルである。
この仮想モデルは、センサーなどからのデータを継続的に受け取り、現実の「生きている双子（twin）」のように振る舞うことが期待される。これにより、現状把握、予測、最適化、シミュレーションが可能となる。
デジタルツインは以下の三要素を持つことが典型である：
- 物理対象（real twin）
- 仮想対象（digital twin）
- 物理と仮想をつなぐ通信経路（データフロー）
デジタルツインの目的
現実のモノや場所、人や仕組みを、コンピュータの中に「そっくりそのまま再現した双子」であるデジタルツインは、飛行機や工場の機械、自動車や街全体をデジタルの中にコピーするようにして作る。この「デジタルの双子」を作ることで、実際に触ったり壊したりしなくても、未来の動きを試したり問題を見つけたりできるのが大きな便利さである。
現実で実験するのは時間もお金もかかるし、ときには危険である。だが、デジタルツインなら安全で速くシミュレーションできる。
たとえば自動車メーカーは、車を本当に走らせる前に、デジタルツインの中でブレーキの効き方や燃費を試せる。街づくりでも、仮想の都市で交通渋滞や災害対策を検証できる。病院でも、患者の体のデジタルツインを作れば、薬の効き目をシミュレーションして最適な治療を考えることができる。
要するに、デジタルツインは「現実のコピーを使って、未来を先に試す道具」である。これにより、人間はより速く、より安全に、そして賢く物事を計画・改善できる。
提唱者・歴史的背景
デジタルツインの概念を初めて体系化して提示した人物は 元ミシガン大学教授マイケル・グリーブス氏（Michael Grieves ）である。
彼は 2002 年、ミシガン大学でのプロダクトライフサイクルマネジメント（PLM）の文脈で「Mirrored Spaces」などのモデルを発表し、後に「Digital Twin」という呼称が使われるようになった。 ResearchGate+2Encyclopedia Britannica+2
また、NASA による 1960 年代からの宇宙ミッションでのシミュレーション技術や、「Mirror Worlds」（1990 年代）のような仮想‐現実世界の双方向性を予測する著作なども概念の先駆として参照される。 ウィキペディア+2ResearchGate+2
デザイン上に関わる利用方法と具体的事例
利用方法
- 仮想環境でのシミュレーションをデザインの早期段階で活用し、ユーザー体験（UX）や物理的な配置・動線・空間の使われ方を可視化する。
- センサーやIoTを取り入れ、物理プロダクトや施設の状態をユーザーインターフェースに反映させて、利用者やオペレーターがリアルタイムに状況を把握・判断できるように設計する。
- 運用・保守フェーズでの予測性能を向上させるため、仮想ツインを使って将来の故障や劣化を可視化し、それに基づく通知や介入のデザインを設計する。
具体例
- 建築 / スマートビルディング：建物設備（空調・照明・電力など）のセンサーを用い、建物全体の仮想モデルを持つことで、エネルギー消費を最適化し、快適性を保ちながらコストを削減する。例えば、室温・照度のリアルタイム調整を仮想ツイン上でシミュレートし、現実の制御システムに反映させる。 オートデスク+2AIMultiple+2
- 製造業 / 工場ライン：機械の故障予測や部品の摩耗を仮想ツインでモニタリングし、無停止運転や保守スケジュールの最適化を図る。たとえば BMW の仮想工場によるアセンブリラインのシミュレーションはこの一例である。 WIRED+1
- 都市 / インフラ計画：都市全体や交通システムの仮想ツインを作成し、交通混雑・公共交通の流れ・洪水や災害時の避難経路などをシミュレートすることで、都市計画や災害対策のデザインを改善する。 Unity+2IBM+2
- 医療 / ヘルスケア：患者の生体データをもとに仮想モデルを持ち、手術前のシミュレーションや慢性疾患の進行予測、薬剤投与のタイミング最適化などに使う。 AIMultiple
プロダクト・コンテンツデザインの観点・シーン
以下のような場面でデジタルツインは特に有効である：
- 新製品設計時：物理的プロトタイプを作る前に、仮想モデルで形状・性能・材料を試すことでコストと時間を節約できる。
- 大規模施設や設備の運用ダッシュボード：ビルメンテナンスや工場などで施設の状態をリアルタイムに把握し、劣化箇所の予測と対応策を提示するUIを設計する。
- 都市・公共政策のシミュレーション：地震・洪水など災害対応システムを設計するとき、仮想ツインで避難経路や被害想定を可視化するコンテンツを作る。
- 教育・展示用途：博物館や歴史遺産などの保存や修復のため、建築物の仮想ツインを使って公開展示や遠隔体験をデザインする。たとえばバチカンのサン・ピエトロ大聖堂の仮想ツインなどがその例である。 apnews.com
