Если вы откроете на любом сайте крупной ИТ-компании раздел, посвященный так называемым «историям успеха» или отраслям, в которых работает данный вендор, то увидите на первых местах клиентов из финансовой сферы, ритейла, промышленности, газового и нефтяного секторов, масс-медиа, туризма и пр., а на последнем месте, и это в лишь лучшем случае, может быть, заметите медицину. Увы, но до последнего времени, до появления коронавируса, медицинские ИТ-решения почти у всех вендоров, разработчиков ПО находились на положении «бедных родственников» – о них вообще не принято было говорить, поскольку похвастать было, по правде говоря, особо и нечем.
Эта ситуация изменилась с началом пандемии COVID-19 – сегодня крупнейшие вендоры, разработчики ПО наперегонки бросились предлагать свои последние разработки в области медицины – вдруг обнаружилось, что в этом секторе есть деньги и перспективы развития, есть солидные клиенты, с которыми можно и нужно работать.
Также обнаружилось, что все те наработки, которые были сделаны ИТ-производителями в различных областях, могут найти себе отличное применение и в сфере медицины – надо лишь адаптировать имеющийся у них в наличии инструментарий, например, использовать инженерное ПО, поскольку различные детали человеческого организма и особенности их функционирования можно моделировать, подобно тому, как это делается для деталей самолетов, автомобилей и судов.
Известный разработчик инженерного ПО французская компания Dassault Systèmes занялась научным моделированием движения потоков воздуха при чихании – для содействия в разработке средств индивидуальной защиты. Проектирование ведется совместными усилиями участников открытого онлайн-сообщества 3DEXPERIENCE Lab OPEN COVID-19 (https://3dexperiencelab.3ds.com/en/projects/fablab/open-covid-19/) с целью оперативного ответа на экстренные запросы в условиях пандемии COVID-19. Чихание – это один из многих способов распространения патогенов, вызывающих в том числе и вирус COVID-19. Моделирование позволяет медикам изучить детали процесса чихания, чтобы оценить эффективность разрабатываемых и применяемых средств индивидуальной защиты, а также усовершенствовать их конструкцию.
Как мы уже заметили выше, изобретать какой-то «специальный велосипед для медиков» оказалось не нужно – у французской компании уже были в наличии все необходимые инструменты – оставалось лишь развернуть их в сторону медицины. Dassault Systèmes использует приложения SIMULIA PowerFLOW при создании вычислительной модели чихания, чтобы лучше понимать физику воздушных потоков данного явления. SIMULA также широко применяется в аэрокосмической и автомобильной промышленностях для разработки динамических моделей потоков жидкостей и газов.
При моделировании чихания в SIMULIA инженеры опирались на известные данные, такие как скорость потока воздуха в виде функции от времени его выпуска, а также размер и распределение микрочастиц, образующихся при чихании. В результате была получена реалистичная модель процесса, продемонстрированная на видео, с детальной траекторией движения частиц жидкости, разлетающихся в воздухе во время чихания.
Модель сигнализирует, на какие области индивидуального средства защиты рядом стоящего человека попадут эти частицы, а также помечает мелкие капли, которые с потоком воздухом распространятся за пределы защитных средств и оказываются в непосредственной близости от их обладателя. Данное моделирование вполне эффективно с вычислительной точки зрения – оно позволяет быстро определить параметры дизайна средств защиты, включая длину и ширину изделия, а также необходимое минимальное расстояние между людьми.
В настоящее время лаборатория Dassault Systèmes’ 3DEXPERIENCE Lab реализует ряд инициатив, объединяющих дизайнеров, инженеров, ученых, производителей и других специалистов, включая экспертов в области моделирования, для коллективной разработки инновационных продуктов. В рамках этих совместных проектов они используют платформу 3DEXPERIENCE для быстрого поиска, оценки, проектирования и производства решений, позволяющих справиться с текущими вызовами и помочь местным больницам в условиях пандемии.
Мы надеемся, что данная заметка позволит привлечь внимание к этому важному проекту (https://3dexperiencelab.3ds.com/en/projects/fablab/open-covid-19/) российских специалистов, которые присоединят свои усилия для решения международной проблемы.
