Придумывать дизайн будущего станут не люди, а компьютеры

Популярная механикаHi-Tech

Кто бы мог подумать: генеративный дизайн

Судя по всему, ближайшее будущее будет выглядеть совсем не так, как мы привыкли видеть в фантастических фильмах. Потому что придумывать дизайн будущего станут не люди, а компьютеры.

Текст: Александр Грек

Одно из самых модных направлений среди дизайнеров и инженеров в последнее время – генеративный дизайн. Главная идея этой технологии – инженер или дизайнер не проектирует продукт, а задает нужные параметры и ограничения, после чего программа предлагает готовые оптимизированные решения. В итоге получаются удивительные вещи, более напоминающие природные объекты, нежели творения человека.

Недетские забавы

Специалисты так и не сошлись во мнении, что считать генеративным творчеством, а что нет. Некоторые относят к нему и детские калейдоскопы, порождающие неповторяющиеся узоры, и даже процесс гадания на картах. Но реальной эта технология стала только после появления современных мощных программ с алгоритмами на базе искусственного интеллекта и мощных 3D-принтеров.

Различают несколько направлений генеративного дизайна. Например, топологическая оптимизация существует почти четверть века. Смысл ее прост: у детали убирается лишний материал, не несущий нагрузки. Раньше детали оптимизировали, исходя из традиционных технологий изготовления – это литье, токарная и фрезерная обработка, поэтому конечный вариант выглядел ажурно, но вполне обычно. При топологической оптимизации под аддитивные производства формы получаются гораздо причудливее.

Еще одно из интересных направлений – трабекулярные структуры. Трабекула – небольшой, часто микроскопический элемент в виде маленького пучка, стойки или стержня, который выполняет какую-то механическую функцию. Хорошей иллюстрацией является человеческое тело, напичканное такими структурами, например костной тканью. Трабекулы гораздо эффективнее монолитных структур, и киборги будущего, скорее всего, будут непохожи на своих кинематографических «монолитных» персонажей. Генеративный дизайн позволяет точно масштабировать и распределять крошечные поры по всем твердым материалам, а также придавать поверхности шероховатость, имитируя кости при создании медицинских имплантов. Гладкие монолитные привычные материалы не очень хорошо принимаются человеческим организмом, а вот трабекулярные структуры, напечатанные на 3D-принтере с учетом конкретной анатомии пациента, приживаются гораздо лучше.

Медицина. Большие перспективы у генеративного дизайна в имплантологии. Эта технология позволяет не только делать легкие «запасные части» под конкретный организм, но и создавать структуру, которая хорошо приживается. На снимке: спинальные импланты, напечатанные из титана на 3D-принтере.

Не додуматься

Следующий шаг – синтез формы. Если при топологической оптимизации параметры и формы конечной конструкции изначально известны и само изделие в итоге оптимизируется на основе этих данных, то при синтезе форм дизайнеры задают на входе более общие требования, а система уже на основании этих запросов «выращивает» новый дизайн. И без искусственного интеллекта тут не обойтись. «Внутри генеративного дизайна есть вариативность, – говорит Наталья Райкова из компании Autodesk. – Есть нейронные сети, а есть генетические алгоритмы. Если использовалась нейронная сеть, то с большой долей вероятности результат будет довольно предсказуемым. Мы сейчас склоняемся в сторону генетических алгоритмов, потому что они могут дать более интересные результаты, до которых человеку сложно додуматься самому». Действительно, нейросети не дают причудливых форм, ведь нейросети обучаются людьми, поэтому их «фантазия» ограниченна. А системы на основе генетических алгоритмов используют для моделирования случайный подбор, комбинирование и вариации, аналогичные естественному отбору в природе. И точно так же, как природа, создают причудливые формы, далеко выходящие за пределы нашего воображения.

Природа. Если повнимательнее посмотреть по сторонам, можно увидеть массу примеров генеративного дизайна. Природа сотни миллионов лет использует эту технологию.

Близкие родственники

Взглянув на объекты, созданные с помощью генеративного дизайна, можно подумать, что это не такая уж и новая технология, что-то подобное вы уже видели. Достаточно вспомнить концепты Луиджи Колани или здания архитектурного бюро Захи Хадид. Но это внешнее сходство. Тот же Колани вдохновлялся бионикой – наукой о применении в технических устройствах структур и свойств живой природы. А Заха Хадид занималась параметрическим дизайном, опирающимся на компьютерные алгоритмы на основе диаграммы Вороного. То есть источниками вдохновения были природа и математика. Точно так же можно черпать идеи, например, в античной культуре. Главное отличие генеративного дизайна в том, что компьютер сам генерирует новые формы, а разработчикам необходимо лишь правильно поставить задачу и ввести корректные входные значения. Эта новейшая технология, появившаяся в США, стала известна в мире совсем недавно, говорит Наталья Райкова. Пилотные проекты в этой области создавались на основе специальной облачной платформы Dreamcatcher, которая эволюционировала в коммерческое ПО Autodesk Generative Design (эта опция стала доступна также в популярном пакете Autodesk Fusion 360).

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Ледяной кулак Ледяной кулак

«Неубиваемая» морская база внутри плавучего айсберга

Популярная механика
Даниил Хармс Даниил Хармс

Портретная галерея Дмитрия Быкова

Дилетант
Танки против крепостей Танки против крепостей

Миф об уничтоженных танковых армиях на улицах Берлина

Популярная механика
Почему для молодого дизайнера не страшно пропустить сезон Почему для молодого дизайнера не страшно пропустить сезон

Основатель бренда Pyer Moss

Vogue
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Porsche 911 Porsche 911

Мистический дар, передаваемый от одного поколения Porsche 911 к другому

Quattroruote
Красочная война Красочная война

В 2018 году сборная России ударно выступила в самой неожиданной дисциплине

Популярная механика
Лечим насморк у грудничка Лечим насморк у грудничка

Как помочь малышу пережить насморк и не допустить осложнений?

9 месяцев
Осколочно-фугасный ливень Осколочно-фугасный ливень

Осколочно-фугасный ливень. Рой ударных БПЛА с авиабомбами Hatchet

Популярная механика
За новое знакомство! За новое знакомство!

Идея наведаться в долину реки Спей вызвала у автора хандру, а потом — ностальгию

Robb Report
Ракетный маневр Ракетный маневр

С S7 Space связывают надежды на развитие отечественной частной космонавтики

Популярная механика
Как общаться с девушкой в «ВК»: темы для разговоров, лайфхаки и ошибки Как общаться с девушкой в «ВК»: темы для разговоров, лайфхаки и ошибки

Проверь привлекательность своего профиля

Playboy
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
«Мало кто из банков выживет». Основатель Revolut о будущем, России, Тинькове и предложениях продать бизнес «Мало кто из банков выживет». Основатель Revolut о будущем, России, Тинькове и предложениях продать бизнес

Как Николай Сторонский создал бизнес на $1,7 млрд

Forbes
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Будущее итальянской моды рождается в Риме Будущее итальянской моды рождается в Риме

Почему римская Accademia Costume & Moda претендует на звание лучшей школы моды

Vogue
Наука о прикосновениях Наука о прикосновениях

Белорусский стартап реализовал технологию передачи тактильных ощущений для VR

Популярная механика
Когда реально надо начинать паниковать в самолете? Объясняют пилоты Когда реально надо начинать паниковать в самолете? Объясняют пилоты

Когда реально надо начинать паниковать в самолете? Объясняют пилоты

Playboy
Идея! Оставлять чаевые Идея! Оставлять чаевые

Учись правильно благодарить тех, кто оказывает тебе услуги

Maxim
Ручная сборка Ручная сборка

Сервис доставки продуктов Instamart стал прибыльным, скопировав модель Instacart

Forbes
Как спрятать голову в железо Как спрятать голову в железо

История доспехов в европейском Средневековье и технология воссоздания в наши дни

Популярная механика
Когда любовь сильнее смерти: беда, которая не разбила семью Когда любовь сильнее смерти: беда, которая не разбила семью

Подопечная Фонда борьбы с лейкемией была на грани жизни и смерти больше года

Cosmopolitan
Будущее пятого поколения Будущее пятого поколения

Время 4G на исходе. 5G серьезно изменит нашу жизнь

Популярная механика
Расстегнутое пальто: 3 причины, почему застегиваться стало немодно Расстегнутое пальто: 3 причины, почему застегиваться стало немодно

Почему на всех фотографиях мы видим девушек в расстегнутых пальто

Cosmopolitan
Убедительные люди Убедительные люди

Как малоизвестная компания стала владельцем первоклассных бизнес-центров

Forbes
От ненависти до «любви» От ненависти до «любви»

Дженнифер Лопес опубликовала автобиографию «Настоящая любовь»!

Grazia
Сила шоколада Сила шоколада

Шоколад поднимает настроение, улучшает самочувствие, укрепляет здоровье!

Лиза
Антонио Гауди — безумец, который доказал, что он был прав Антонио Гауди — безумец, который доказал, что он был прав

Над архитектором Антонио Гауди смеялся весь мир

Maxim
Танец для себя Танец для себя

37‑летняя Натали Портман открывает себя заново

Glamour
Кочевое племя. Как компаниям удержать талантливых 20-летних Кочевое племя. Как компаниям удержать талантливых 20-летних

Как подготовиться к встрече с новым типом сотрудников поколения Z?

Forbes
Открыть в приложении