فریدریک واچر، رئیس آزمایشگاه 3DExperience Dassault Systèmes، به Fast Company گفت که چگونه فناوری‌های 3D و دوقلوی مجازی جهان را شکل می‌دهند و آینده را چگونه شکل خواهند داد…
در سال ۱۹۸۱ به‌عنوان یک شرکت فناوری کوچک در فرانسه تأسیس شد. امروزه به یک شرکت جهانی تبدیل شده است که ۵.۶۷ میلیارد یورو درآمد (۲۰۲۲) دارد و “راه‌حل‌های مخرب” و نوآوری‌های صنعتی را برای “نوآوری‌های پایدار” در بیش از ۱۵۰ کشور ارائه می‌دهد.
یکی از عملکردهای اساسی Dassault Systèmes که نوآوری را امکان‌پذیر می‌کند، آزمایشگاه 3DExperience است. در اینجا، پروژه‌های موفقی که با اهداف توسعه پایدار سازمان ملل متحد مطابقت دارند، از ساخت‌وسازهای بزرگ‌مقیاس با استفاده از ربات‌ها گرفته تا چاپ سه‌بعدی اندام‌ها برای شبیه‌سازی جراحی و پهپادهای بدون سرنشین باانرژی خورشیدی با برد بلند انجام می‌شود.
بنیان‌گذار این شرکت، فردریک واچر است که ۲۵ سال سابقه کار در این شرکت دارد. واچر که هدف اصلی آزمایشگاه را “امکان‌پذیر کردن نوآوری‌های پیشگامانه‌ای که جامعه را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد و به سفر تحول دیجیتال بخش‌ها الهام می‌بخشد” می‌داند، می‌گوید: “ما باید راه‌های جدیدی برای نمایش واقعیت و “تجربه زندگی دوقلوی مجازی” برای بهبود کیفیت زندگی ایجاد کنیم. وی خاطرنشان کرد که در آینده نزدیک، دامنه این فناوری‌ها “تا حدی گسترش خواهد یافت که شامل بدن انسان نیز می‌شود.”
ما در دفتر مرکزی Dassault Systèmes در فرانسه با فردریک واچر، رئیس آزمایشگاه 3DExperience Dassault Systèmes ملاقات کردیم و او در مورد تحولات فناوری‌های 3D و دوقلوی مجازی و اینکه چگونه آینده در این زمینه شکل خواهد گرفت، به Fast Company گفت…
نقش آزمایشگاه 3DExperience
3DExperience Lab، آزمایشگاه “نوآوری باز” Dassault Systèmes است. این توسعه پروژه‌هایی را که به طور مثبت جامعه را متحول می‌کنند، تسریع می‌کند و به‌این‌ترتیب به دستیابی به “اهداف توسعه پایدار” سازمان ملل متحد کمک می‌کند. هدف ما این است که برای نوآوری‌های پیشگامانه‌ای که درعین‌حال ردپای زیست‌محیطی را کاهش می‌دهد، به‌عنوان شریک استراتژیک برای کمک به تغییر جهان عمل کنیم.
بخش ما به صنعتی‌شدن نوآوری‌های مخرب و مقیاس‌بندی ابتکارات اولیه برای موفقیت و الهام‌بخشی به صنایع در سفرهای تحول آنها کمک می‌کند. علاوه بر تسریع پروژه‌های «مخرب»، ما همچنین به دنبال ترویج «هوش جمعی» از طریق جوامع خود در پلتفرم 3Dexperience هستیم. هر جامعه طیف وسیعی از متخصصان را از جمله طراحان یا مهندسان کنجکاو و علاقه‌مند و حتی پزشکان، خلبانان و غیره گرد هم می‌آورد که می‌توانند از زوایای مختلف به موضوعات نگاه کنند.
با استفاده از “تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ” و فرایندهای “چابک”، آنها را قادر می‌سازد تا با هم خلق کنند، پیشرفت کنند، ارتباط برقرار کنند و مشکلات را حل کنند. به‌عنوان‌مثال، ما جوامع “Magic Wheelchair” را داریم که برای کودکان معلول صندلی چرخ‌دار لباس مخصوص ابرقهرمانی ایجاد می‌کنند یا جوامع “Open Codex” که علاقه‌مندان به لئوناردو داوینچی را گرد هم می‌آورد و ماشین‌های سه‌بعدی را از کد توسعه می‌دهد.
سفر 3D
3D حدود ۴۰ سال پیش وارد صنعت شد و Dassault Systèmes شرکتی بود که بازار را ایجاد کرد. می‌توان گفت که معرفی این فناوری به عموم و گسترش آن ۱۰ سال پیش اتفاق افتاد. امروزه 3D در همه‌جا هست. تمام محصولاتی که در اطراف خود می‌بینید قبل از اینکه وجود داشته باشند به‌صورت سه‌بعدی طراحی شده‌اند. از محصولات بسیار پیچیده؛ مانند اتومبیل، هواپیما و حتی زیردریایی گرفته تا بطری‌های شامپو، مبلمان، ماشین لباسشویی و تلفن شما، دوقلوهای مجازی سه‌بعدی دارند.
همه صنایع در جهان، از مولکول‌های کوچک گرفته تا قفسه‌های بزرگ، از آن استفاده می‌کنند و حتی مصرف‌کنندگان اکنون با استفاده از نرم‌افزارهای سه‌بعدی برای پیکربندی آشپزخانه یا به‌عنوان‌مثال سفارشی‌سازی یک ماشین به‌صورت آنلاین با آن تعامل دارند.
از دو بخش شروع شد
همه چیز با “هوانوردی” و “خودروسازی” آغاز شد. از نظر تاریخی، قبل از 3D، بیشتر از همه در صنعت هواپیمایی از آن استفاده می‌شد. هواپیماهای غیرنظامی و نظامی و همچنین پهپادها به طور کامل از فناوری‌های سه‌بعدی و هواپیماهای مجازی استفاده می‌کردند. سپس صنعت خودروسازی به وجود آمد. تقریباً تمام خودروها بر اساس فناوری دوقلوی مجازی تولید می‌شوند. در این زمینه‌ها، تمام فرایندها بهینه شده است و از اهرم فناوری‌های 3D و دوقلوی مجازی به طور قابل‌توجهی استفاده شده است. پس از آن، به صنایع با فناوری بالا (های‌تک)، کالاهای مصرفی و بسته‌بندی، علوم زیستی و تجهیزات پزشکی و اخیراً به صنایع ساختمان و سازه‌گسترش یافت. این امر امکان ایجاد محصولات بهتر از نظر طراحی، عملکرد و ایمنی را فراهم می‌کند. علاوه بر این، زمان عرضه به بازار را کوتاه می‌کند، هزینه تولید را بهینه می‌کند…
در هر صنعتی وجود دارد
من یکی از اولین کسانی بودم که استفاده از 3D را در سایر صنایع پیش‌گام بودم. به‌عنوان‌مثال، در سال ۱۹۹۸ شروع به استفاده از آن در صنعت ساختمان کردیم. با همکاری یک معمار، در یک پروژه قبل از ساخت، یک ساختمان را با استفاده از فناوری 3D مدل‌سازی کردیم. این پروژه بسیار موفقیت‌آمیز بود. پس از آن در دبی و چین روی سازه‌های بسیار بلند کار کردیم. امروزه شرکت‌های بزرگ نه‌تنها برای شبیه‌سازی، بلکه برای مدیریت پروژه‌های پیچیده به این فناوری‌ها نیاز دارند. زیرا با استفاده از فناوری دوقلوی مجازی می‌توانید تمام فرایندهای پیچیده یک پروژه را از بودجه گرفته تا منابع انسانی، تأمین‌کنندگان تا همکاری‌ها به طور دقیق و آسان مدیریت کنید. شما دقیقاً تمام خطرات و فرصت‌های احتمالی را که در دنیای واقعی با آنها روبرو خواهید شد، به همان شکل مشاهده خواهید کرد.
فناوری 3D و “دوقلوی مجازی” در حال ایجاد تحول در مراقبت‌های بهداشتی نیز است. ما در حال کار بر روی دوقلوهای مجازی مبتنی بر هوش مصنوعی هستیم که خدمات بهداشتی حساس را بازتعریف می‌کنند و پیشرفت‌های تحقیقات پزشکی و آزمایشات بالینی را تسریع می‌کنند. در مراقبت‌های بهداشتی، با افزایش دقت، کارایی و شخصی‌سازی، دوران جدیدی از خدمات بهداشتی شخصی‌سازی‌شده را آغاز کرده‌ایم. ما علاوه بر تجهیزات پزشکی و پروتزهای اندام، روی مولکول‌های دارویی نیز کار می‌کنیم. استفاده از فناوری‌های 3D و دوقلوی مجازی هم در زمان و هم در منابع صرفه‌جویی می‌کند و به بخش‌ها اجازه می‌دهد میلیون‌ها دلار صرفه‌جویی کنند.
به بدن انسان گسترش می‌یابد
فناوری دوقلوی مجازی می‌تواند دنیای واقعی را به‌صورت علمی تقلید کند. در حال حاضر، کارهایی که روی محصولات فیزیکی انجام می‌شود، در حال گسترش به “بدن انسان” است. در حال حاضر یک پزشک می‌تواند با استفاده از این فناوری‌ها، عمل جراحی را بدون هیچ خطری انجام دهد. علاوه بر این، در حال حاضر می‌توانیم اندام‌های شما را اسکن کنیم، با استفاده از هوش مصنوعی طراحی خودکار پروتز را ایجاد کنیم و بهترین قسمت را برای بدن انسان بسازیم.
در آینده، ما قادر خواهیم بود پروتزهای شخصی‌سازی‌شده و سفارشی را برای بدن شما با “سلول‌های زنده” خود تولید کنیم. به‌این‌ترتیب می‌توانیم یک اندام داخلی غیرقابل‌استفاده مانند کبد را با یک اندام جدید جایگزین کنیم که بدن شما آن را رد نکند. اولین قدم این پیشرفت‌ها در صنعت لوازم آرایشی خواهد بود. آنها می‌توانند آزمایشات خود را بر روی اندام‌های چاپ شده انجام دهند تا به‌جای استفاده از حیوانات زنده برای آزمایش محصولات آرایشی. البته “فردا” نه، اما همه این پیشرفت‌ها در ۲۰ تا ۳۰ سال آینده محقق خواهد شد. همه این پیشرفت‌هایی که تاکنون علمی تخیلی بوده‌اند به‌زودی به واقعیت تبدیل می‌شوند.
شبیه‌سازی‌های علمی
وقتی به 3D فکر می‌کنید، فقط قطعات و مهندسی یک محصول نباید به ذهن شما خطور کند. شبیه‌سازی‌های پیچیده علمی نیز با استفاده از این فناوری انجام می‌شود. کاربردها روزبه‌روز در حال افزایش است. نه‌تنها مهندسی، بلکه در همه زمینه‌های زندگی ما از بازاریابی تا ارتباطات. به‌عنوان‌مثال، مدتی پیش بزرگ‌ترین هواپیمای مسافربری جهان A380 وارد بازار شد. این یک تجربه جدید هم برای همه خطوط هوایی و هم برای کارمندان آنها بود؛ بنابراین، آنها باید در مورد نحوه سوارشدن مسافران به هواپیما، نحوه تخلیه هواپیما در شرایط اضطراری و غیره آموزش ببینند. کل فرایند آموزشی با استفاده از شبیه‌سازی در دنیای مجازی 3D انجام شد. به‌این‌ترتیب این تجربه به‌درستی و به‌خوبی در دنیای واقعی تجربه شد.
یک نمونه دیگر این است که وقتی تلفن خود را روی زمین می‌اندازید، به قطعات ریز تبدیل نمی‌شود. این به این دلیل است که قبل از عرضه به بازار، با استفاده از “تست افتادن” 3D در مرحله تولید شبیه‌سازی می‌شود. طراحی و مواد بهینه شده‌اند. در مورد خودروها نیز این تست وجود دارد. بهترین گزینه در دنیای مجازی انتخاب می‌شود. به‌این‌ترتیب در برابر تمام تصادفات و اتفاقات احتمالی در دنیای واقعی محافظت می‌شوید؛ بنابراین، استفاده از شبیه‌سازی‌ها با استفاده از نرم‌افزارهای ما برای همه صنایع حیاتی شده است. زیرا برای برنامه‌نویسی، تولید، برنامه‌ریزی ربات‌ها و ماشین‌ها به نرم‌افزارهای 3D و مدل‌سازی علمی رفتار که ارائه می‌دهیم نیاز است.
جهت‌دهی به آینده
در حال حاضر روی پروژه‌های مختلفی از پروتزهای اندام انسان 3D گرفته تا پهپادهای خودمختار باانرژی خورشیدی کار می‌کنیم. در پروژه VORTHEx، ما در حال کار بر روی حمایت از رفاه بیمارانی هستیم که تحت درمان رادیوتراپی قرار می‌گیرند و واقعیت مجازی را در مرکز تجربه بیمار قرار می‌دهیم. ما اخیراً Lattice Medical را برای بازسازی سینه پس از سرطان معرفی کرده‌ایم. نوآوری‌های جدید دیگر عبارت‌اند از Pacify Medical که برای بهبود سریع پوست را روی زخم‌ها اسپری می‌کند و Atacama Materials که بسته‌بندی دوستدار محیط‌زیست را برای آینده‌ای بدون پلاستیک ارائه می‌دهد. اینها تنها تعدادی از کارهایی هستند که در نمونه کار خود داریم. ما سرعت پروژه‌های شگفت‌انگیز و پیشگامانه را افزایش می‌دهیم.
ما در حال کار بر روی یک نوآوری انقلابی در زمینه انرژی هسته‌ای همجوشی هسته‌ای هستیم. علاوه بر این، باتری‌ها و هیدروژن نیز در کانون توجه ما قرار دارند. من معتقدم که نوآوری‌هایی که آینده را شکل می‌دهند بیشتر از همه از حوزه “انرژی” خواهد آمد. زیرا “انرژی” منبع اصلی است که همه چیز در زندگی به آن وابسته است، به‌ویژه “انرژی پاک” که به سیاره آسیب نمی‌رساند.
به‌سوی انقلاب صنعتی پنجم
نسل قدیمی
تمرکز انقلاب صنعتی چهارم بر روی تولید بود. با تولید ماشین‌های هوشمند و متصل و با داده‌ها برجسته بود… با همه اینها، شما سیستم را تغییر نمی‌دهید، فقط آن را کارآمدتر می‌کنید.
تفکر جدید
اما انقلاب صنعتی پنجم شکل سیستم را به طور کامل تغییر می‌دهد. زیرا سیستم موجود پایدار نیست. سیاره دیگر این روند را تحمل نمی‌کند. فقط در عرض چند سال ممکن است “مس” را به طور کامل از دست بدهیم. اگر مس نباشد، کابل‌ها وجود نخواهد داشت. اگر کابل نباشد، برق وجود نخواهد داشت. اگر برق نباشد، زندگی وجود نخواهد داشت؛ بنابراین، ما باید در همه صنایع یک روش تفکر متفاوت ایجاد کنیم.
تبدیل
ما به‌عنوان صنایع در حال حاضر در حال گذار از انقلابی هستیم که به آن “متامورفوز” می‌گوییم. در این مرحله، صنایع باید به دلیل “محدودیت‌هایی” که سیاره ما دارد، نحوه کار خود را تغییر دهند و برای کاهش قابل‌توجه تأثیرات جهانی خود، پوسته خود را بسازند. همه چیز از خودروها گرفته تا بسته‌بندی باید از منظر جدیدی بازنگری شود. فناوری‌های 3D و دوقلوی مجازی در این زمینه ضروری خواهد بود. ما باید همین امروز شروع به اجرای این راه‌حل‌ها کنیم. زیرا وقت زیادی برای سیاره نداریم.
مراحل فناوری 3D
از قطعات تا فرایندها
در دهه ۸۰ با “طراحی قطعات 3D” آغاز شد و سپس مدل‌سازی دیجیتال، یعنی مونتاژ تمام قطعات مجازی که یک محصول را تشکیل می‌دهند، در اواخر دهه ۹۰ نه‌تنها از مدل، بلکه از فرایندها و کارخانه‌ها نیز برای مجازی‌سازی استفاده شد.
هزینه
تا کنون از فناوری 3D برای کاهش هزینه، بهینه‌سازی عملکرد و برنامه‌ریزی شما، طراحی بهتر، مهندسی بهتر و کارآمدتر بودن استفاده می‌شد. رویکردی واقعاً فنی و مالی حاکم بود.
بیشتر
اکنون کاربران ما با استفاده از الگوریتم‌های ما می‌توانند “تأثیری” را که محصولاتشان بر روی سیاره خواهند داشت اندازه‌گیری کنند. این یک گام بسیار مهم است. زیرا ۸۰ درصد “تأثیر” یک محصول در مرحله “مهندسی” تعیین می‌شود؛ بنابراین، در این مرحله است که فرصت‌های تصمیم‌گیری در مورد تأثیر و پایداری محصول وجود دارد. باتوجه‌به اینکه پایداری در حال حاضر “معیار اساسی” برای هر صنعتی است، این مرحله بسیار مهمی است.
فردا
در مورد انتظارات من برای آینده، آینده به معنای کاهش “تأثیرات منفی” بر محیط‌زیست است. این فقط بازیافت و استفاده مجدد از مواد نیست. به لطف 3D Twin Virtual و شبیه‌سازی، کاهش ردپای زیست‌محیطی، به‌حداقل‌رساندن “تأثیر زیست‌محیطی” که یک محصول در طول عمر خود ایجاد می‌کند، طراحی پایدار و اکو طراحی امکان‌پذیر است.
نتیجه
فناوری‌های 3D و دوقلوی مجازی در حال حاضر نقش مهمی در بسیاری از صنایع ایفا می‌کنند و در آینده فقط اهمیت آنها افزایش خواهد یافت. این فناوری‌ها پتانسیل حل برخی از بزرگ‌ترین چالش‌های جهان از جمله تغییرات آب‌وهوایی، فقر و بیماری را دارند. به همین دلیل است که سرمایه‌گذاری در توسعه و استفاده از این فناوری‌ها بسیار مهم است.
