Stosując narzędzia budowlane SL, inżynierowie ułatwiają zmianę paradygmatu w dziedzinie wspomaganego komputerowo projektowania.
W Second Life wirtualne rajskie wyspy zwane Simami są dostępne tak dla światowej klasy projektantów, jak i domorosłych architektów. Jak zaprojektowalibyście swojego Sima? Jako zaciszne schronienie, czy wzorowy kurort dla turystów?
Na początku był stół kreślarski i ołówek. Potem komputerowo wspomagane projektowanie w dwóch wymiarach; jeszcze później pojawiły się trójwymiarowe narzędzia projektowe, takie jak SolidWorks i ProEngineer. Teraz, mieszcząca się w San Francisco, firma Linden Lab przeniosła komputerowo wspomagane projektowanie na kolejny poziom, oferując darmowy dostęp do generowanego przez komputer, alternatywnego wszechświata zwanego Second Life (SL), w którym użytkownicy mogą budować, co im się żywnie podoba. Jak na ironię twórcy SL nie mieli w planach projektowania narzędzia do modelowania bryłowego. SL było po prostu kolejną grą, w której za pośrednictwem Internetu mogły brać udział rzesze graczy, dopóki użytkownicy nie zaczęli jej spontanicznie wykorzystywać do projektowania inżynieryjnego.
– Niektórzy nazywają Second Life grą, podczas gdy inni traktują je jako poważne narzędzie do projektowania – mówi docent Chang Liu (w SL znany jako Chang Tuxing) z Virtual Immersive Technologies and Arts for Learning (VITAL) Lab. na Ohio University (http://rbi.ims.ca/5407–591). – Second Life nadal dostarcza rozrywki, ale można je także wykorzystywać do celów praktycznych.
To nieograniczone metawersum na początku było zaledwie pustą otchłanią, istniejąc jedynie w postaci linijek kodu na serwerach Linden Lab. Jednak od swojego debiutu w roku 2003 SL zaludnili i ukształtowali – użytkownicy, którzy stworzyli wirtualny świat, tak samo bogaty, jak rozległy.
Wirtualni ludzie budują praktycznie wszystko
– Second Life dopiero wkracza w główny nurt i wielu inżynierów jeszcze w nim nie zaistniało – mówi Pam Broviak (w SL występuje pod pseudonimem Pam Renoir), inżynier z licencją PE (Professional Engineer), dyrektor ds. robót publicznych i miejski inżynier city w La Salle w stanie Illinois. – Gdy pokazuję Second Life inżynierom, ich pierwszą reakcją jest stwierdzenie, że to tylko gra, ponieważ wygląda ono jak gra. Muszą wyjść poza ten stereotyp.
W SL wirtualne obiekty tworzone są od podstaw za pomocą biblioteki prymitywnych, podstawowych kształtów, takich jak sześciany i sfery. Manipulując tymi podstawowymi obiektami, dodając tekstury i łącząc elementy składowe, można zbudować wszystko, co tylko człowiek może sobie wyobrazić: kowadła, samochody, samoloty i tak dalej. Ukończone obiekty otrzymują dodatkowe poziomy złożoności poprzez dodanie skryptów programowych, dzięki którym stają się one inteligentne, interaktywne i reagują na bodźce.
– Skryptowanie jest jedną z wielu cech, jakie odróżniają Second Life od obiektów konstruowanych za pomocą oprogramowania CAD 3D – mówi Broviak. – W Second Life można sprawić, że statyczny obiekt trójwymiarowy będzie poruszał się i reagował podczas wprowadzania w nim zmian w czasie rzeczywistym. Skryptowanie pozwala na łączenie przyczyny i skutku, czego nie da się zrobić w dwóch wymiarach na rysunkach czy nawet w CAD.
Korzystając ze swojej „drugożyciowej” tożsamości, „Pam Renoir”, Broviak zarządza Ośrodkiem Informacyjnym ds. Robót Publicznych w Second Life (Second Life Public Works Resource Center), jedną z pierwszych instytucji w metawersum koncentrującą się na stosowaniu SL do „prawdziwej” inżynierii. Ośrodek pełni rolę pośrednika dla informacji związanych z inżynierią i pracami publicznymi w SL. Jest także miejscem spotkań dla użytkowników związanych z wirtualnymi organizacjami inżynierskimi. Oprócz tego mieści się w nim muzeum, gdzie goście mogą zapoznawać się z informacjami z dziedziny inżynierii. Broviak zbudowała Ośrodek w wolnym czasie za pomocą pakietu narzędzi budowlanych SL.
Wirtualny przepychacz do rur zatkanych naprawdę
W swojej praktyce inżynierskiej Broviak wykorzystywała SL także do projektowania instalacji wodociągowych. Uświadomiła sobie, jak metawersum może być przydatne do projektowania inżynierskiego podczas rekonfiguracji instalacji rurowej w budynku mieszkalnym w taki sposób, by nie następowało spiętrzanie się ścieków.
– Pracowałam razem z właścicielem domu i próbowałam oddać układ nowego systemu za pomocą dwuwymiarowych rysunków – mówi Broviak. – Uświadomiłam sobie, że łatwiej byłoby użyć Second Life do sporządzenia wirtualnych kopii instalacji wodociągowej przed i po proponowanej modernizacji tak, by klient mógł dosłownie krok po kroku przejść ze mną wzdłuż rur i zrozumieć różnice.
W przeciwieństwie do rzeczywistej instalacji rurowej instalacja zaprojektowana przez Broviak istnieje teraz w cyberprzestrzeni, gdzie można jej używać jako swego rodzaju trójwymiarowego wzorca, który kształtować może każdy. Inżynierowie, hydraulicy i właściciele domów mogą wykorzystywać projekt Broviak jako szablon, dostosowując go do własnych zastosowań. Broviak wyobraża sobie, że w końcu inżynierowie odwiedzający Second Life mogliby mieć dostęp do całej trójwymiarowej biblioteki projektów wodociągowych.
– Tym, co sprawia, że SL jest czymś więcej niż konwencjonalne trójwymiarowe narzędzia projektowe, to poziom interakcji – stwierdza Broviak. – Gdy coś zbudujesz, możesz to uporządkować lub przejść przez to; to cię otacza, zupełnie jakby obiekt istniał naprawdę. W CAD nie da się tego zrobić.
Komputerowo generowany Wydział Informatyki
Ohio University używa SL do tworzenia kompletnej, wirtualnej politechniki, włącznie z budynkiem, który ma zostać wybudowany w przyszłości. Na tym – istniejącym tylko w SL – miasteczku uniwersyteckim, kursy z inżynierii i informatyki odbywają się równolegle ze swoimi rzeczywistymi odpowiednikami.
– Jednego z naszych budynków nie będzie jeszcze przez rok, ale moi studenci już mieli w nim zajęcia – mówi Liu. – Najpierw próbowaliśmy stworzyć dokładne kopie budynków, ale potem przekonaliśmy się, że lepiej jest zmodyfikować je w stosunku do oryginału, by w Second Life były bardziej funkcjonalne.
Jak twierdzi Liu, owocne modyfikacje wprowadzone w SL w wirtualnym miasteczku uniwersyteckim obejmowały odsłonięcie części stalowych konstrukcji tak, by studenci mogli zdobyć pewne pojęcie na temat wewnętrznej struktury budynku i stworzenie ogromnego, przezroczystego otworu w tylnej części wirtualnego centrum studenckiego, ukazującego wewnętrzną architekturę budynku. Konwencjonalne zasady konstrukcji budynków przestają obowiązywać podczas tworzenia budowli w SL.
– Tworzymy nowy budynek od dachu w dół, ponieważ budowniczowie nie muszą przestrzegać klasycznych zasad fizyki – bez podtrzymujących go ścian, dach po prostu sobie wisi – mówi Liu. – Prawdę mówiąc, ponieważ nigdy nie pada, właściwie w ogóle nie potrzebujemy dachu.
Być może największą zaletą wirtualnego miasteczka uniwersyteckiego na Ohio University jest to, że Liu może być obecny w swoim biurze w SL w tym samym czasie, gdy przebywa w swoim rzeczywistym gabinecie.
Niszczycielski potencjał Second Life dla prawdziwej inżynierii
Teraz Broviak i Liu są w SL pionierami inżynierii; jednymi z pierwszych osób, które wykorzystały tę pochłaniającą użytkownika, alternatywną rzeczywistość jako poważne narzędzie do projektowania inżynierskiego w świecie rzeczywistym. Mimo to, łączy ich wizja tego, w jaki sposób SL może być wkrótce wykorzystywane, gdy tylko jego możliwości i zakres zostaną odkryte i wykorzystane przez inżynierów.
– Widzę, jak Second Life jest wykorzystywane jako pierwszy etap w procesie planowania w wielu przyszłych projektach inżynierskich – mówi Broviak. – Zbudowanie w nim czegoś nie zajmuje dużo czasu. Firmy odkryją wkrótce, że duża część wstępnych prac projektowych może zostać wykonana w świecie, w którym każdy ma szansę zapoznać się z nimi i wypowiedzieć się na ich temat, zanim cokolwiek zostanie faktycznie wybudowane.
Broviak przewiduje także, że producenci i dostawcy utworzą w SL wirtualne fasady sklepowe, w których inżynierowie będą mogli przeglądać i dokładnie określać części do swoich projektów. Potencjalni nabywcy będą mieć do czynienia z trójwymiarowymi, wygenerowanymi przez komputer elementami zamiast kartkować katalog dwuwymiarowych elementów czy przeglądać stronę internetową. Firmy mogłyby nawet stworzyć powiększone wersje swoich produktów z interaktywnymi skryptami po to, by klienci mogli przejść się po nich i zobaczyć, w jaki sposób funkcjonują ich wewnętrzne elementy.
Liu postrzega SL jako sposób na skrócenie cyklu produkcji oraz zwiększenie wpływu użytkownika na projekt we wcześniejszej fazie procesu projektowania.
– Normalnie użytkownicy nie mają dostępu do tego, co robią projektanci – mówi Liu. – Ale Second Life jest inne w tym sensie, że produkty są budowane najpierw w wirtualnej rzeczywistości, co całkowicie zmienia dynamikę. Tworzenie nie jest już dziełem dewelopera.
Dopiero przekonamy się, w jaki dokładnie sposób inżynierowie przyjmą i wykorzystają SL do doskonalenia projektów. Jeśli jednak Broviak i Liu mają rację, ta „gropodobna”, stworzona przez komputer wirtualna rzeczywistość stanie się wkrótce tak samo nieodzowna dla projektowania inżynierskiego, jak dziś CAD.
