Periodico bimestrale
Anno XIX, numero 87
Lug./Ago. 2018
ISSN 1128-3874
METODOLOGIA

LA SCIENZA SECONDO DASSAULT SYSTEMES

Corrado Groth

«Siamo di fronte a un rinascimento dell’industria, reso possibile dallo sviluppo tecnologico e dal suo inserimento in tutte le fasi della ricerca scientifica, paragonandolo per importanza all’utilizzo dei caratteri mobili di Gutenberg nella stampa».

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“La scienza è dappertutto. Dal cibo che mangiamo alla sanità su misura, dai veicoli a guida autonoma agli aerei solari”. Questa è la chiave di lettura di Science in the Age of Experience, l’evento globale organizzato per il terzo anno consecutivo da Dassault Systèmes che quest’anno si è tenuto a Boston dal 18 al 21 giugno. Megatrend event, nelle parole del Senior Executive Vice President Bruno Latchague. Partendo dal presupposto che l’innovazione e l’evoluzione possono essere accelerati solamente dall’intersezione di scienza e tecnologia, Dassault Systèmes si propone di offrire agli scienziati tutti gli strumenti necessari alla loro ricerca. Perché questa sia veramente efficiente inoltre, gli strumenti devono calzare come un guanto e avvolgere l’investigatore a 360 gradi, lasciandolo libero di seguire la propria curiosità senza limiti che lo possano rallentare. È proprio Bruno Latchague a sottolineare, nel main event, la direzione che ha preso l’azienda (nominata quest’anno come “Most sustainable company in the world” da Corporate Knights) negli ultimi anni: «Non è più sufficiente guardare semplicemente i trend attuali, ma bisogna direttamente immaginare il mondo tra 40 anni». Ed effettivamente tutti gli argomenti del “futuro” sono qui presenti, suddivisi in quattro filoni principali che rappresentano le sfaccettature che la scienza dovrebbe avere secondo Dassault Systèmes: la scienza è personale, la scienza è materiale, la scienza è sostenibile e la scienza è scoperta. La scienza è personale perché la tecnologia ci permette di cucire su misura soluzioni ad hoc per ognuno di noi, è materiale perché permette di studiare il comportamento della materia che ci circonda sia a livello microscopico sia macroscopico, è sostenibile perché permette il recupero e l’utilizzo efficiente delle risorse, è scoperta perché deve essere conquistata generando nuovo know-how e conoscenza. Tutte le discussioni e sessioni durante Science in the Age of Experience si sono sviluppate attorno a questi filoni principali, per i quali Dassault Systèmes si propone di offrire soluzioni software a vari livelli tramite la piattaforma 3DEXPERIENCE. Secondo il CEO Bernard Charlès, keynote speaker durante l’evento principale, siamo addirittura di fronte a un rinascimento dell’industria, reso possibile dallo sviluppo tecnologico e dal suo inserimento in tutte le fasi della ricerca scientifica, paragonandolo per importanza all’utilizzo dei caratteri mobili di Gutenberg nella stampa. Per Bernard Charlès questo è un cambio di prospettiva, che sposta l’attenzione dalla digitalizzazione di ciò che ci circonda allo sviluppo di nuove realtà: «I leader di domani saranno quelli che creeranno nuove categorie di prodotti, o nuove imprese di servizi o nuove categorie di compagnie. A perdere saranno le compagnie che tenteranno di digitalizzare il passato. Questo perché credo che siamo oltre la digitalizzazione. È in atto un rinascimento: società, industria ed esperienza. Il prodotto non è più abbastanza. Il valore risiede nel loro uso. È questa l’esperienza».
Il concetto di tecnologia come acceleratore di sviluppo, in Science in the Age of Experience, è stato rimarcato fin dal primo giorno di simposio. I background dei keynote speaker che si sono passati il testimone sul palco della sessione plenaria, testimoniando la loro esperienza e la loro concezione di ricerca, sono molto differenti tra di loro ma accomunati tutti dall’uso della tecnologia nella ricerca scientifica, ognuno sotto una delle declinazioni che rappresentano secondo Dassault Systèmes la piattaforma 3DEXPERIENCE: personale, materiale, sostenibile, innovativa.
Ad aprire la serie di interventi è stato il Dr. Michael Rosbash, premio Nobel 2017 per la scoperta dei meccanismi molecolari che controllano il ritmo circadiano. Con una presentazione che ha ripercorso gli eventi salienti di tutta la sua carriera, Rosbash ha voluto mostrare come i suoi successi siano stati il frutto di un lungo percorso nel quale il suo lavoro si è andato ad incastonare. Le idee da sole non sono sufficienti ma è necessario, oltre ad una dose di persistenza, un ambiente ideale nelle quali queste possano proliferare e svilupparsi. Notando che senza gli studiosi precedenti molti dei suoi contributi sarebbero rimasti sterili, il Dr. Rosbash lancia l’esca alla piattaforma 3DEXPERIENCE: «Il progresso nella scienza dipende dalle nuove tecniche, nuove scoperte e nuove idee, possibilmente in quest’ordine», sottolineando la centralità delle nuove tecnologie e l’importanza della condivisione del sapere, argomenti molto cari a Dassault Systèmes nella declinazione “la scienza è scoperta”.
A questo punto ha preso la parola il Dr. Bruno Ferré, chirurgo ortopedico e co-fondatore di Digital Orthopaedics, start-up dedita al supporto clinico per le patologie muscolo-scheletriche. Mostrando come le tecniche tradizionali di chirurgia ortopedica vengano basate prevalentemente su valutazioni prettamente geometriche con l’obiettivo di riposizionare gli arti nella loro posizione originale, il Dr. Bruno Ferré ha spiegato come queste abbiano uno scarso risultato, non tenendo in considerazione lo stato tensionale della muscolatura di ogni individuo. Tramite l’approccio digitale però il
Dr. Ferré delinea la rotta per il futuro, immaginando un ecosistema grazie al quale sia possibile supportare decisionalmente i medici offrendo una soluzione personalizzata di modellazione virtuale ottimizzata dall’impiego di big data e machine learning. È questo il servizio offerto da Digital Orthopaedics, che si propone di ricostruire un digital twin accurato, personalizzato ed in cloud mediante la piattaforma 3DEXPERIENCE. In questo senso la scienza per il Dr. Bruno Ferrè è personale, perché permette di piegarla e customizzarla sulle necessità individuali.
Il concetto di digital twin è stato più volte richiamato dai keynote speakers di Science in the Age of Experience. Non ha fatto eccezione R. Byron Pipes, direttore esecutivo del “Composites Manufacturing and Simulation Center” della Purdue University, che ha mostrato come i compositi in fibra di carbonio abbiano rivoluzionato la progettazione aeronautica, l’automotive ma anche gli sport e l’elettronica di consumo. L’unica strategia che consente di soddisfare il sempre più stringente time to market secondo Byron Pipes è quella di sfruttare la simulazione sviluppando il virtual twin, una fabbrica di compositi virtuale che permetta di replicare i processi manufatturieri nei minimi dettagli mediante i software disponibili sulla piattaforma 3DEXPERIENCE.
Le tecniche di produzione innovative sono state un argomento centrale di Science in the age of experience. Re incontrastato in questa categoria è l’Additive Manufacturing (AM), proposto in questa kermesse a braccetto con i metodi di ottimizzazione topologica presenti sulla piattaforma 3DEXPERIENCE. Non stupisce quindi che uno dei keynote speakers invitati sul palco durante la sessione plenaria sia stato Nyle Miyamoto, Chief Engineer per la sezione Additive Manufacturing di Boeing. Quello aerospaziale è il settore al quale l’AM dà più valore, perché «genera più velocemente innovazione ad un costo più accessibile, minore time to market e migliore performance delle parti e dei prodotti». Boeing lavora con tecniche di AM da 21 anni, ma nel 2017 ha intrapreso una strada, con l’installazione su un aeroplano commerciale della prima parte strutturale in titanio certificata, che prevede l’adozione di sempre più pezzi stampati in AM. Ad oggi secondo Nyle Miyamoto sono più di 60.000 le parti stampate in 3D che volano regolarmente su aeromobili commerciali e della difesa. La piattaforma 3DEXPERIENCE viene utilizzata in tutta la catena del valore da Boeing, dall’analisi dei dati e dei sistemi, alla creazione ed importazione dei modelli 3D, passando per la progettazione e ottimizzazione mediante tecniche di ottimizzazione topologica e simulazione dei processi di stampa. Grazie alla piattaforma 3DEXPERIENCE Nyle Miamoto è riuscito ad introdurre in Boeing un ambiente di progettazione generativa guidato dalle specifiche funzionali, pienamente in accordo con la filosofia di Dassault Systèmes che recita: «La scienza è materiale».
I quattro filoni principali attorno ai quali si sono dipanati i numerosi interventi di Science in the Age of Experience sono stati posti al centro anche del 3DEXPERIENCE playground, un ambiente espositivo diviso in quattro aree attorno al quale sono stati posti gli stand dei partner che ruotano attorno alla tecnologia di Dassault Systèmes. In questa area esempi pratici sviluppati direttamente da Dassault Systèmes sono stati mostrati e lasciati in mano ai partecipanti, in modo che potessero provare in tempo reale le tecnologie che compongono la 3DEXPERIENCE.
Nel 3DEXPERIENCE playground hanno fatto la parte del leone i trend del momento, dai robot umanoidi alla stampa 3D passando per i controlli e le simulazioni real time.
Grande protagonista è stata la realtà virtuale. A prova dell’interesse di Dassault Systèmes verso le nuove tecnologie, è stata dimostrata la realtà virtuale per il post-processing di simulazioni fluidodinamiche tramite occhiali 3D attivi, per lo studio ed il monitoraggio in realtà aumentata di impianti e per la visualizzazione avanzata di modelli 3D usando occhiali Hoculus Rift e Microsoft Hololens. In 4 giorni di evento e con decine di presentatori sono stati affrontati tutti i temi caldi del dibattito scientifico, dai veicoli a guida autonoma all’ottimizzazione delle batterie per il trasporto elettrico, dal digital twin alla progettazione molecolare dei farmaci, dai computer quantici alle memorie biologiche basate sul DNA. Come se si fosse voluta sottolineare la trasversalità della scienza, gli argomenti trattati hanno interessato campi molto diversi tra di loro, accomunati da una visione di insieme che li considera parte di un’unica grande Esperienza.
Nulla in Science in the Age of Experience è stato lasciato al caso, e tutto richiama al futuro. Quel futuro che Dassault Systèmes vuole decisamente prevedere ed anticipare e che qui a Boston è sembrato incredibilmente vicino.

 


Intervista con Eric Halioua
CO-Founder e CEO di Digital Orthopaedics
Key-note speaker di Science in the Age of Experience.


«Bisogna validare la robustezza dei risultati anche in questo caso come in ingegneria, specialmente comparando quello che farebbe un medico con quello che propone il computer».


Innanzitutto grazie per la disponibilità e complimenti per la presentazione. Il Dottor Ferré, rimarcando uno dei temi di questo simposio, ha parlato della scienza come se fosse personale. Che cosa significa?
La scienza è personale perché personalizziamo la chirurgia d’accordo alle caratteristiche uniche e peculiari del paziente. Partendo dalla tomografia del piede e della caviglia è possibile ricreare un modello 3D sul quale poter eseguire un intervento di chirurgia virtuale, variando i parametri dell’operazione in-silico. In questo senso è personale.


È abbastanza difficile per un dottore avere a che fare con un computer e generalmente durante la sua formazione questo è assente. Come coprire questo gap specialmente per applicazioni così complicate?
Le nuove generazioni di dottori stanno iniziando ad impiegare i calcolatori già all’università per simulazioni sempre più complicate. Nel nostro caso però il modello di business è quello del software as a service: le simulazioni vengono gestite da noi ed il dottore ottiene in cambio un report dettagliato con video illustrativi e consigli riguardo l’operazione ottimale da eseguire. I dottori più esigenti vorranno possibilmente collaborare ed ottenere maggiori dettagli tecnici ma questi non saranno la maggior parte. Non ci vogliamo posizionare come una società di consulenza ingegneristica ma, avendo dottori nel nostro organico, come un servizio.


Quale è stata la prima applicazione di questa tecnologia in medicina?
L’azienda è stata fondata nel 2016 ed è piuttosto giovane. È stata pensata dall’inizio con l’obiettivo di offrire un sistema di supporto decisionale mirato alle patologie muscolo-scheletriche, ovvero all’ortopedia. Abbiamo iniziato con il piede e la caviglia perché gli altri due cofondatori, tra cui il Dott. Ferré, sono due chirurghi ortopedici specializzati e in questo settore il tasso di fallimento dopo l’operazione è molto alto.


Qual è il time to market di questa soluzione? Quanto tempo intercorre tra la richiesta del servizio e la consegna del report?
Questo è un aspetto sul quale stiamo lavorando. Il nostro obiettivo è di fornire i risultati in 2 o 3 giorni lavorativi ma siamo ancora in uno stadio di ricerca e sviluppo. Il nostro desiderio è di commercializzare il servizio tra 12 o 18 mesi, per quella data avremo una stima più accurata. Bisogna però dire che in questo settore la chirurgia non è di urgenza, non essendo traumatologia il paziente si presenta per un problema generalmente causato da problemi degenerativi come artrosi e quindi anche una settimana potrebbe essere un tempo di risposta accettabile.


In ingegneria è pratica comune e necessaria validare i calcoli o le simulazioni numeriche. Come si fa in questo campo visto che bisogna operare?
Bisogna validare la robustezza dei risultati anche in questo caso come in ingegneria, specialmente comparando quello che farebbe un dottore con quello che propone il computer. Stiamo sviluppando metodologie specifiche per questo ma non vorrei ancora parlarne.


Come ha aiutato questo progetto Dassault Systèmes?
Noi siamo stati incubati da Dassault Systèmes in quello che chiamano acceleratore del 3DEXPERIENCE LAB. Siamo stati selezionati due anni fa in questo programma, ottenendo licenze illimitate e gratuite ma soprattutto una campagna di tutoraggio e mentoring gratuita che ci permette di avere consigli e aiuti per tutto quello che riguarda la piattaforma 3DEXPERIENCE, compresa l’implementazione della nostra tecnologia ed il supporto al software di Dassault Systèmes. Viene offerta anche assistenza sulle comunicazioni e supporto legale, insomma tutto il tutoraggio necessario a crescere.


Bruno Latchague ieri ha detto che bisogna prevedere il futuro di 40 anni. Cosa immagina nel futuro di Digital Orthopaedics?
In futuro l’idea è quella di passare dalla caviglia al sistema muscolo scheletrico del corpo intero. Sarà possibile studiare tutte le interazioni presenti e l’influenza dei fattori genetici. Questo avverrà però tra molto tempo e ci arriveremo un passo alla volta.


C. G.


Immagine d'apertura per gentile concessione di Dassault Systèmes

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