სილიკონის მფეთქავ გულში

დოქტორი ჯულიუს გუჩონე, 50 წლის კარდიომკვლევარი, რომელიც სან-ფრანცისკოს კალიფორნიის უნივერსიტეტში მუშაობს, პირველად მონუსხულივით უცქერდა მფეთქავი გულის ვირტუალურ გამოსახულებას. ის მათემატიკურ მოდელებს იყენებდა გულის მთლიანი მოწყობილობის მექანიზმის შესასწავლად, მაგრამ ახლა, Dassault Systèmes-მა, – ფრანგული დიზაინისა და მოდელირების პროგრამული უზრუნველყოფის კომპანიამ – შექმნა სრული, სამგანზომილებიანი გამოსახულება იმ ელექტრული იმპულსებისა და კუნთოვანი ქსოვილის კუმშვების, რომელთა საშუალებით ადამიანის გული ჯადოსნურ ფუნქციას ასრულებს.

ეს რომ გუჩონეს გულის მოდელი ყოფილიყო, თავად დაინახავდა, როგორ აღელვებით ფეთქავდა იგი. “ეს ის არის, რის მიღწევასაც ცდილობენ ექიმები ჯერ კიდევ 1900-იან წლებზე უფრო ადრეული ხანიდან”, – აღნიშნა მან. – ტექნოლოგიების ისეთი წინსვლა, როგორიცაა მაგნიტური რეზონანსის გამოსახულების მიღება და ექოკარდიოგრაფია, ოცნების ასრულებას ჰგავს, რადგან მათი დახმარებით, პაციენტის გულში მიმდინარე პათოლოგიური მოძრაობების გაზომვის საშუალება გვეძლევა”. მფეთქავი გულის 3D-ში მოდელირებით კი გაჩნდა იმედი, რომ ერთ მშვენიერ დღეს ექიმები შეძლებენ დიაგნოზი დაუსვან და უმკურნალონ პაციენტებს თითოეულ მათგანში არსებულ უნიკალურ ძალებზე დაყრდნობით, აგრეთვე ექნებათ საშუალება იმისა, რომ სანამ პაციენტს სინამდვილეში გაჭრიან და მის ოპერირებას შეუდგებიან, წინასწარ ივარჯიშონ და დეტალურად დაგეგმონ თითოეული პაციენტის გულის ოპერაცია.

“გული მხოლოდ ქსოვილისგან არ შედგება; მას ასევე გააჩნია ელექტრული დენი. მე მას ვადარებ მექანიზმს”, – ამბობს Dassault Systèmes--ის ხელმძღვანელი ბერნარ შარლი, რომლის კომპანია უკვე 30 წელია ქმნის ისეთი მექანიზმების ციფრულ მაკეტებს, როგორიცაა თვითმფრინავები და ავტომობილები. შემოსავლით, რომელიც 2,8 მილიარდ დოლარს შეადგენს და 11 000 თანამშრომლით (3 000 – ჩრდილო ამერიკაში), ის ლიდერია პროდუქტების სასიცოცხლო ციკლის მართვის (PLM) პროგრამული უზრუნველყოფის $16-მილიარდიან ბაზარზე. ეს კომპანია საინჟინრო საქმეს ახორციელებს ისეთ კომპანიებში, როგორიცაა Boeing-ი და Gap-ი, რადგან მას შესწევს ყველა სახის პროდუქციის შემუშავების უნარი, დაწყებული დიდი ლაინერებით და დამთავრებული ჯინსებით, რაც დროისა და ფულის დაზოგვას უზრუნველყოფს.

პროექტი, სახელად Living Heart-ი (“ცოცხალი გული”), რომელსაც Dassault Systèmes-ი მოცემულ მომენტში ახორციელებს, იმაზე მიუთითებს, რომ 56 წლის შარლს კომპანია ახალი მიმართულებით მიჰყავს. ეს იმ გეგმის ნაწილია, რომელიც ხუთ წელიწადში კომპანიის შემოსავლის გაორმაგებას ითვალისწინებს. Dassault Systèmes-ი, იმის მაგივრად, რომ უბრალოდ დიზაინერებისა და მეწარმეებისთვის პროგრამული უზრუნველყოფის მიყიდვით იყოს დაკავებული, საკუთარი თავის “3D გამოცდილების კომპანიად” გადაკეთებას ცდილობს. მისი მოდელირების ტექნოლოგიის გამოყენება თითქმის ყველაფერშია შესაძლებელი.

შარშან მან პროგრამული უზრუნველყოფის ცხრა ბრენდი, მათ შორის, Catia, Simulia და Enovia, ერთ კომპანიაში – 3D Experience Platform-ში (3D-ს გამოცდილების პლატფორმა”) გააერთიანა, რომლის გამოყენება კლიენტებს შეუძლიათ იმისათვის, რომ მოდელირება გაუკეთონ არა მხოლოდ იმას, თუ რა გზით არის განხორციელებული პროდუქტის დიზაინი და მისი წარმოება, არამედ ასევე იმას, თუ როგორ იყიდება, როგორ იგრძნობა და როგორ გამოიყენება პროდუქტი. შარლის საყვარელი მაგალითია, – ქალი, რომელსაც ხელები დაკავებული აქვს ნაყიდი სასურსათო პროდუქტებით, ფეხს ამოჰკრავს თავისი Ford SUV-ის ბამპერს, რის შემდეგაც საბარგული ავტომატურად გაიღება. Catia-ს პროგრამულმა უზრუნველყოფამ ხელი შეუწყო ამ “გამოცდილების” გაცნობიერებას.

Dassault Systèmes-მა უკვე დაიწყო მოღვაწეობა კოსმოსური და ავტომატური დიზაინის სფეროებში, სულ 12 სექტორში, მათ შორის, სამედიცინო-ბიოლოგიური მეცნიერებების, არქიტექტურისა და მშენებლობის, ენერგეტიკისა და პაკეტებში დახარისხებული სამომხმარებლო საქონლის სექტორებში. ზოგიერთი მოდის დიზაინერიც კი იყენებს Dassault Systèmes-ის 3-D-ს ხელსაწყოებს საკუთარი კოლექციების დიზაინის შესაქმნელად (თუმცა, როგორც წესი, არ უყვართ ამის აღიარება, – ამბობს შარლი).

კომპანია SHoP Architects–მა და მისმა ვირტუალურმა სამშენებლო განყოფილებამ SHoP Construction-მა, სახელი გაითქვეს იმით, რომ ტექნოლოგიური ზღვარი გადალახეს ისეთ პროექტებზე მუშაობისას, როგორიცაა ახალი Barclays Center–ი ბრუკლინში. ეს არის ტალღოვანი, გისოსებიანი კონსტრუქცია – “გარეკანი”, რომელიც შექმნილია უნიკალური, სპეციალურად დამზადებული და ხელოვნურად დაძველებული ფოლადის 12 000 პანელისგან.

SHoP Architects-მა გამოიყენა Dassault Systèmes-ის 3D Experience-ის პროგრამული უზრუნველყოფა, რათა გარდაექმნა პროექტზე დიზაინერებისა და ინჟინრების ერთად მუშაობის პროცესი და მოეხდინა პროცესის რაციონალიზება ერთი მოდელის შექმნით, რომელზეც ყველა ჯგუფი იმუშავებდა მრჩილავების, ელექტრიკოსებისა და ხუროების ჩათვლით. 3D-ში გაკეთებული მოდელი არეგისტრირებდა ნებისმიერი სამშენებლო ჯგუფის მიერ შეტანილ ცვლილებას რეალურ დროში, ამიტომ თითოეული ჯგუფი, მიუხედავად მისი საქმიანობისა, ყოველთვის ყველაზე უახლეს ინფორმაციაზე დაყრდნობით ასრულებდა თავის სამუშაოს. მუშაობის ასეთი წესი კომპანიას ხარჯების 25%-ით შემცირებაში დაეხმარა.

SHoP Architects-ი ახლა ტესტირებას უტარებს Dassault Systèmes-ის ტექნოლოგიის cloud-ის სისტემაზე დაფუძნებულ ვერსიას, რომელსაც თავისი ახალი პროექტის განხორციელებისას გამოიყენებს. ეს არის მოდელირებული, წინასწარ დამზადებული სახლები, რომლებიც შეცვლიან ქარიშხალ სენდის მიერ დანგრეულ სახლებს. Long Island-ის ქარხნისთვის, რომელიც სახლების მშენებლობას განახორციელებს, 3D-ს დიზაინის მონაცემთა პირდაპირი მიწოდება, – SHoP-ის განცხადებით, – იძლევა საშუალებას, ერთი სახლის მშენებლობას 48 საათი დასჭირდეს, ნაცვლად ჩვეულებრივი მშენებლობის დროს დახარჯული ოთხიდან ექვს თვემდე პერიოდისა.

ბოსტონის Museum of Fine Arts-ში (“სახვითი ხელოვნების მუზეუმი”) პროფესორი პიტერ დერ მანუელიანი, ეგვიპტის გიზის პირამიდების ფოტოების, დღიურების, ჩანახატებისა და დოკუმენტების შთამბეჭდავ კოლექციას 3D-ს მოდელებად გარდაქმნის იმისათვის, რომ შესაძლებლობა ჰქონდეს, სტუდენტები შეიყვანოს პირამიდებში განლაგებულ სამარხებში და შიგნიდან დაათვალიერებინოს ფარაონების მეოთხე დინასტიის პერიოდის ნაშთები. ამ მდიდარი მონაცემებითა და 3D-ს პრინტერით შეიარაღებული პროფესორი დიდი ხნის წინათ დაკარგული უძველესი ეგვიპტური არტეფაქტების ხელახლა შექმნასაც კი აწარმოებს.

“თუ შეძლებთ წარმოიდგინოთ, მოდელირებასაც შეძლებთ”, – ამბობს სიმულია, Dassault Systèmes-ის მთავარი დირექტორი სტრატეგიულ საკითხებში, რომელიც ხელმძღვანელობს “ცოცხალი გულის” პროექტს. ის აღიარებს, რომ აქ “ქათმისა და კვერცხის” პრობლემასთან აქვთ საქმე, – კარგ მონაცემებს უნდა ფლობდეთ იმისათვის, რომ ზუსტი სიმულირება მოახდინოთ. “ცოცხალი გულის” პროექტის შემთხვევაში, Dassault Systèmes-მა, გეომეტრიული მონაცემები მოიპოვა გულის ელექტრული და მექანიკური თვისებების შესახებ, დაახლოებით ათობით სხვადასხვა წყაროდან – აკადემიური მკვლევარების, კარდიოლოგების, სამედიცინო მოწყობილობების კომპანიებისა და მარეგულირებელი ორგანოების დახმარებით. შემდეგ ეს მონაცემები ერთ მასიურ მონაცემთა ბაზაში გააერთიანა, – “ადამიანები მუშაობდნენ ამ მნიშვნელოვანი ორგანოს სხვადასხვა ნაწილზე, მაგრამ არავინ ცდილობდა ერთად მუშაობას”, – აღნიშნა ლევინმა.

გულის ელექტრული იმპულსების შესახებ მონაცემების მექანიკურ მონაცემებთან შეთანხმება – რასაც დაწყვილებული მულტიფიზიკა ეწოდება, – კირკიტა სამუშაოს წარმოადგენდა. სტანდარტული, 48-პროცესორიანი სამუშაო სადგურის გამოყენებისას, Dassault Systèmes-ის მეცნიერებს დაახლოებით ოთხი საათი სჭირდებოდათ ერთი გულისცემის ბიომექანიკური ძალების ზუსტად გამოსათვლელად. ამისათვის ისინი თვალყურს ადევნებდნენ იმას, თუ როგორ გადიოდა ელექტრობა კუნთოვანი ქსოვილის თითოეულ ნაწილში, რათა შემდეგ ადამიანის გულის ნამდვილი მოძრაობა გადმოეღოთ. როდესაც ფიზიკური სურათის ზუსტად აღწერას ამთავრებდნენ, მოდელი დამოუკიდებლად იწყებდა მუშაობას. “ჩვენ მხოლოდ იმას ვაკეთებდით, რომ მოდელს ვაწყებინებდით ბუნებრივად პულსირებას”, – ამბობს ლევინი.

შემდეგი საფეხურია პერსონალიზებული 3D-ს გულის მოდელების შექმნა. ექიმები იწყებენ Dassault Systèmes-ის ნორმალური გულისცემის მქონე მოდელით, შემდეგ ტომოგრაფიისა ან ექოკარდიოგრამის ჩვენების საფუძველზე, პაციენტის გულის ქცევის მიხედვით გარდაქმნიან მას. მაგალითად, თუ გულის შეტევის შედეგად რაღაც ნაწილი დაზიანებულია, ისინი აკვირდებიან, როგორ შეიცვალა ფიზიკური სურათი და სხვადასხვა მკურნალობის მოდელირების ვერსიებს ამუშავებენ სათანადო სისხლის მიმოქცევის უზრუნველსაყოფად.

Dassault Systèmes-ი 1981 წელს შეიქმნა France’s Dassault Aviation-ის ბაზაზე, რომელიც Falcon-ის ავიალაინერების კერძო საწარმოს წარმოადგენდა. ეს უკანასკნელი, თავის მხრივ, 1929 წელს შექმნა მარსელ დასომ. თავიდან კომპანია აეროდინამიკური მილების ტესტირების პროგრამულ უზრუნველყოფაზე მუშაობდა, რამაც, საბოლოო ჯამში, ბუნებრივად მიიყვანა ავტომობილების მრეწველობაში იმავე სამუშაოს შესასრულებლად. მან თავისი პროგრამული უზრუნველყოფა Catia-ს ბრენდის სახით გაყიდა IBM-თან დადებული სადისტრიბუციო შეთანხმების საფუძველზე.

ამ წლების განმავლობაში, Dassault Systèmes-მა თავის PLM-ის (“პროდუქტის სასიცოცხლო ციკლის მართვა”) პროგრამული უზრუნველყოფის პორტფელს მთელი რიგი შენაძენი დაამატა, მათ შორის, Enovia და SolidWorks-ი. კომპანიამ საკუთარი აქციები გასაყიდად 1996 წელს გამოიტანა, თუმცა მისი აქციების 41,5% ჯერ კიდევ Dassault Group-ის (“დასო ჯგუფი”) კერძო მფლობელობაშია. 2010 წელს მან იყიდა IBM-ის PLM-ის გაყიდვების განყოფილება და კომპანიის განვითარებაზე პასუხისმგებლობა საკუთარ თავზე აიღო. კომპანიის შემოსავალი წელიწადში 10%-ით იზრდება. მან ისეთი კონკურენტები მოიტოვა უკან, როგორიცაა Siemens PLM-ი, Autodesk-ი და PTC-ი. 2009 წლიდან მოყოლებული, Dassault Systèmes-ის აქციები, რომლებიც 175%-ზე მაღლა ავარდა, ისევე როგორც მისი კონკურენტებისა, დატაცებაზე იყო, რადგან ინვესტორები მოუთმენლად ელოდნენ მასობრივ გადასვლას 3D-ში ბეჭდვაზე. Dassault Systèmes-ი იდეალურად არის ორიენტირებული და როგორც შარლი ამბობს, “თუ წერილის დაბეჭდვა გსურთ, ჯერ უნდა დაწეროთ ის”.

დღეს Dassault Systèmes-ის 2,8-მილიარდიანი შემოსავლის თითქმის 70% პროგრამული უზრუნველყოფის ლიცენზიებსა და ტექნიკურ მომსახურებაზე მოდის, რაც უზრუნველყოფს ახალი ბაზრების კვლევის შესაძლებლობას. მიუხედავად იმისა, რომ მესამე კვარტალში ტემპი შენელდა, რაც სუსტ ეკონომიკას მიეწერება, გაყიდვების მაჩვენებლების ძველ დონეზე დაბრუნებას შარლი მეოთხე კვარტალში და 2014 წელს მოელის. მომავალი წლის დასაწყისში, კომპანიის cloud-ზე დაფუძნებული პროგრამული უზრუნველყოფის Lighthouse-ის გასაყიდად გამოტანამ ახალი ბაზრები და მასტიმულირებელი კომპანიები უნდა გააჩინოს, რათა დააჩქაროს მათი 3D მოდელირების ძალისხმევა, – ფიქრობს შარლი.

 “რამდენიმე წლის წინ საწარმოები და მათი პროდუქციის გამყიდველი კომპანიები ერთსა და იმავე სოფელში მდებარეობდნენ იმიტომ, რომ მათ ეს სჭირდებოდათ, – ამბობს შარლი, – მაგრამ ვირტუალური დიზაინისა და cloud–ზე დაფუძნებულ პროგრამულ უზრუნველყოფასთან თანამშრომლობის ეპოქაში “წარმოების სამყარო” ძალიან სწრაფად იცვლება. ინოვაციები კვლავ მეცნიერული სფეროდან მოვა, ეს უდავოა, მაგრამ ასევე სოციალური ტენდენციებიდან და ვირტუალიზაციის პროცესიდან, საიდანაც ისეთი იდეები წამოვიდა, რომელთა განხორციელების შესაძლებლობას წინათ ვერც კი დავუშვებდით. მრეწველობის საზღვრები იცვლება იმიტომ, რომ იცვლება თანამშრომლობის ხასიათი”.