【2025】デジタルツインとは？国土交通省の取り組み・総務省の定義・メタバースとの違いも解説

デジタルツインは、製造業や医療、建築などで急速に広がりを見せており、シンガポール全体をコピーした「バーチャルシンガポール」では都市の渋滞や災害リスクを事前に検証する実証実験も行われています。

この記事では、デジタルツインについてわかりやすく解説します。国土交通省の取り組み「Project PLATEAU」、総務省が示す定義も紹介するので、デジタルツインを理解したい方はぜひ参考にしてください。

デジタルツインとは

デジタルツインとは、現実世界をデジタル空間に再現する技術で、2002年にアメリカ・ミシガン大学のマイケル・グリーブス氏によって提唱されました。

デジタルツイン技術を使うと、

• 目の前の状況をリアルタイムで監視できる
• 現実では難しいシミュレーションを安全に実施できる
• 蓄積されたデータから高精度の予測ができる

などを実現できます。

これらの機能により、製造業や建設業では、実物を作る前にデジタル空間でテストを繰り返すことができます。結果、試作コスト削減、開発・プロジェクトのスピードアップなど、多彩なメリットを得られるのです。

では、この「デジタルツイン」についてさらに深く知るため、以下の3点から解説しましょう。

1. 総務省が示すデジタルツインの定義
2. メタバースとの違い
3. シミュレーションとの違い

①総務省が示すデジタルツインの定義

総務省は、デジタルツインについて「現実世界から集めたデータを基に、仮想空間上に現実の双子（ツイン）を構築し、さまざまなシミュレーションを行う技術」と定義しています。

しかし、なぜ総務省がデジタルツインの定義をわざわざ公表したのでしょうか？

それは、デジタルツインがAIの進化に伴う発展技術として、社会全体を変える力を持っていると認識しているためです。

事実、デジタルツインのグローバル市場は、2022年の99億ドルから2035年には6,255億ドルへ急成長すると予測されています。これは、デジタルツインが一部の企業だけでなく、社会インフラとなり得ることを示唆しています。

引用：総務省｜令和6年版 情報通信白書｜デジタルツイン

②メタバースとの違い

総務省は、先ほどお伝えした「AIの進化に伴う発展技術」としてデジタルツインとともにメタバースを挙げています。このデジタルツインとメタバースの最大の違いは、仮想空間を使う目的にあります。

この点について、総務省は以下のように見解を述べています。

つまり、デジタルツインは現実の課題解決に役立つツールであり、メタバースは現実とは別の空間で交流や活動を楽しむための場なのです。

参照：総務省｜令和6年版 情報通信白書｜仮想空間（メタバース・デジタルツイン）

③シミュレーションとの違い

デジタルツインとシミュレーションの最も大きな違いは、現実とつながっているかどうかです。

シミュレーション

過去のデータや仮説をもとに、コンピューター上で未来を予測します。例えば、車の設計図をもとにバーチャルな衝突実験をするようなものです。

デジタルツイン

現実世界からリアルタイムで送られてくるデータを使って、分析や予測を行います。例えば、実際の工場をバーチャルに再現し、稼働中の機械のデータをリアルタイムで分析して故障を予測するようなものです。

つまり、シミュレーションは過去データによる予測、デジタルツインは現在進行形のリアルなデータを反映したシステムなのです。

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デジタルツインの仕組み

デジタルツインの仕組みは、大きく4つのステップで構成されています。

1. 情報収集
2. 「双子」の作成
3. 解析と予測
4. 現実に活かす

①情報収集

まず、現実世界にあるモノ（機械や建物など）にセンサーやIoTデバイスを設置し、その動きや温度、振動といった情報をリアルタイムで集めます。これは、デジタルツインの土台となる最も重要なステップです。

②「双子」の作成

次に、収集した膨大なデータをもとに、コンピューター上に現実のモノと同様の「デジタルツイン」を構築します。このデジタルツインは、現実とまったく同じように動く仮想モデルです。

③解析と予測

続いて、このデジタルツインを使って、現実では難しいシミュレーションや分析を行います。AIがデータを解析することで、故障の予測、作業効率向上などのメリットが得られます。

④現実に活かす

最後に、仮想空間で得られた解析結果を現実世界に反映させます。例えば、機械の動きや作業手順を調整することで、生産性や安全性を高めるといった具体的な改善を実行します。

この4つのステップを繰り返し実行することで、デジタルツインが「問題を予測して改善につなげる仕組み」として機能するのです。

デジタルツインで使われる技術

デジタルツインは、IoT・AI・5G・AR/VRといった複数の技術が組み合わさって機能します。

ここでは、デジタルツインを支える技術がどのようなものか、そしてどのような役割を担っているのかを見ていきましょう。

1. IoT｜モノのインターネット
2. AI｜人工知能
3. 5G｜第5世代移動通信
4. AR/VR｜拡張現実・仮想現実

①IoT｜モノのインターネット

IoTとは、モノにセンサーや通信機能を持たせてインターネットにつなぐ技術のことです。スマートフォンで外出先から家のエアコンをつけたり、ペットの様子をカメラで確認したりするのも、この技術によるものです。

デジタルツインにおいてIoTは、現実の状況を映し出す「目や耳」の役割を担います。このIoTが機能することで、センサーから集められたデータが常に仮想空間へ送られ、デジタルツインは現実世界をそっくりそのまま再現できるのです。

IoTについては以下の記事で解説しているので、ぜひ合わせて読んで理解を深めてください。

IoTとは？誰でも簡単にわかるIoTの仕組みと活用事例

②AI｜人工知能

AIは、大量のデータを整理してパターンを見つけ、将来を予測・最適な判断を促す技術です。デジタルツインにおいても、考えて判断する「頭脳」の役割を果たします。

例えば、「この部品は近いうちに故障するかもしれない」といった予兆や、「この工程を工夫すれば効率が良くなる」といった改善案などです。IoTが集めてきたデータは、AIがそれを分析することで次ステップへ進めるのです。

③5G｜第5世代通信

5Gは、従来の通信よりも圧倒的に速く、大量のデータをほぼ遅れなくやり取りできる通信インフラです。例えば、建設現場で使うデジタルツインでは、クレーンや重機の動きをリアルタイムで仮想空間に反映させる必要があります。

もし通信に遅れがあれば、現実と仮想の動きがずれて正しく使えません。5Gはそのタイムラグを解消し、現実とデジタルをほぼ同時に結びつける大切な役割を担っています。

④AR/VR｜拡張現実・仮想現実

ARは現実の風景に情報を重ねる技術、VRは仮想世界を体験できる技術です。デジタルツインでは、この2つの技術を使ってデジタルなコピーを以下の様に体験させます。

• 工場の保守作業でARで機械の上に故障予測
• データを表示、都市開発でVRで完成後の街並みを歩いて体験

このように、ARとVRはデジタルツインの情報を、誰にでも直感的に理解できるようにする役割を担います。

国土交通省のデジタルツインの取り組み

国土交通省は、日本各地の都市を3Dで再現する「Project PLATEAU（プラトー）」の新たな展開として、2026年度に向けた情報提供依頼（RFI#1）をスタートしました。ここでは、この国土交通省における最新デジタルツインの取り組みを見てみましょう。

1. Project PLATEAUとは
2. これまでの成果と課題
3. 実用化に向けたRFIの開始

①Project PLATEAUとは

Project PLATEAUとは、国土交通省が2020年度から「Project PLATEAU（プラトー）」として推進する日本各地の都市を3Dで再現する取り組みです。

現実の建物や道路の形状だけでなく、用途や交通量などの情報を組み合わせた「3D都市モデル」を整備し、防災・都市計画・モビリティなど幅広い分野で活用が進んでいます。すでに全国約130都市でデータが整備されています。

②これまでの成果と課題

これまでのフェーズでは、防災シミュレーションや都市設計のプロトタイプが数多く生まれ、可能性を示す段階にありました。

しかし一方で、屋内や地下空間のデータ不足、日本に最適化された3Dモデリング技術の欠如、都市課題解決につながるアプリケーション不足といった課題も浮き彫りになっています。

③実用化に向けたRFIの開始

国交省は、こうした課題を乗り越えるために2026年度に向けた情報提供依頼（RFI#1）を開始しました。テーマは以下の7分野です。

1. データ拡充
2. ユースケース開発
3. コミュニティ形成
4. サービス実装
5. 地域のデジタルスキル向上
6. オープン・イノベーション
7. エコシステム構築

現在、産学官民の幅広い主体からアイデアや技術を募り、「使える都市デジタルツイン」としての本格的な実用化を進め、世界に通用するデジタル都市基盤の構築を目指しています。

参照：報道発表資料：「PLATEAU RFI#1」、BRIDGE

建設業でのデジタルツインの活用事例

2020年に鹿島建設は、建物の一生（企画・設計から施工、維持管理まで）を通じて、BIM（Building Information Modeling） を活用した「デジタルツイン」を実現しました。これは、オービック御堂筋ビル新築工事で初めて導入された試みです。

このオービック御堂筋ビルの新築工事では、次のような取り組みを行いました。

この仕組みを全国の建築プロジェクトに広げ、効率的で質の高い建物を提供していき、さらに、省エネや機器の長寿命化、故障予測なども進め、建物のコスト削減につなげていきます。

参照：日本初！建物の全てのフェーズでBIMによる「デジタルツイン」を実現

このように、建設業では、デジタルツインは建物の企画・設計段階から運用・維持管理まで、ライフサイクル全体で活用されます。

一方、製造業におけるデジタルツインは、製品や工場のデジタルモデルを作成し、生産工程を可視化しながら最適化する目的で活用されています。以下の記事では、製造業のデジタルツイン、工場での活用事例を紹介しているので、ぜひご一読ください。

【2025】製造業のデジタルツインとは？工場の活用事例やメリットを解説

デジタルツインのメリット

ここでは、デジタルツインを導入することで得られる主なメリットを表で見てみましょう。

このように、デジタルツインは企業のDX化に大きく貢献するメリットの多い技術です。

しかし、こういったデジタルツインの導入やDX推進に課題を感じている企業の担当者の方もいるのではないでしょうか？

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デジタルツインの課題

デジタルツインはメリットが多い一方で、導入にはいくつかの課題点も存在します。ここでは、デジタルツインを導入する課題点・デメリットをリスト形式にまとめました。

• センサーやAIの導入、システムの構築に多額の費用が必要
• IoTやAIを使いこなせる専門知識を持った人材確保が困難
• 正確なシミュレーションに必要な質の高い大量データの確保
• 機密情報を扱うため、情報漏洩やサイバー攻撃への対策が必要

これらの課題を克服するためには、自社の状況をよく見極めながら、慎重に計画を立てないといけません。同時に、専門知識が必要なので、迷ったときは、専門家と相談しながら進めていきましょう。

デジタルツインについてまとめ

デジタルツインは、現実世界を仮想空間に再現する画期的な技術です。AIを活用してデータの分析や予測を行うため、国でも「未来を形作る重要な技術」として積極的に推進しています。

しかし、導入にはいくつかのハードルもあります。初期費用が大きく、専門的な知識も必要になるため、無駄な投資に終わらせないためにも、専門家のアドバイスを受けながら、自社の課題や目的に合わせて導入を検討してください。