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

Игра для настоящих мужчин Игра для настоящих мужчин

Нужно играть в «Калибр», чтобы выяснить, кто лучше

Популярная механика
Как «Реал» и «Барселона» увеличат свои доходы после обновления стадионов Как «Реал» и «Барселона» увеличат свои доходы после обновления стадионов

Почему испанские гранды готовы потратиться на реконструкцию своих арен

Forbes
Китайский Карлсон Китайский Карлсон

Самой сложной и красивой игрушкой в мире был радиоуправляемый вертолет

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
Заплечных дел мастер Заплечных дел мастер

Почти бесконечный боезапас за спиной

Популярная механика
Валерий Сюткин: «Я – то что надо, когда приношу зарплату жене» Валерий Сюткин: «Я – то что надо, когда приношу зарплату жене»

Певец точно знает, как правильно выстроить отношения с супругой и родителями

StarHit
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Land Rover Discovery 4: доверяй, но проверяй Land Rover Discovery 4: доверяй, но проверяй

Запас прочности Land Rover Discovery 4

АвтоМир
Полeтит ли «черное» крыло? Полeтит ли «черное» крыло?

Будет ли перенесена дата запуска серийного производства самолета МС-21?

Популярная механика
Продажи «Касперского» в Северной Америке сократились на четверть из-за геополитики Продажи «Касперского» в Северной Америке сократились на четверть из-за геополитики

Американский госсектор не может использовать ПО «Лаборатории Касперского»

Forbes
Ледяной кулак Ледяной кулак

«Неубиваемая» морская база внутри плавучего айсберга

Популярная механика
Штрафное лобби. Чем обернется снижение допустимого порога превышения скорости Штрафное лобби. Чем обернется снижение допустимого порога превышения скорости

МВД и Минтранс предложили уменьшить «нештрафуемый» порог превышения скорости

Forbes
Человек и аромат Человек и аромат

Что мы знаем о природе парфюмерных композиций

Популярная механика
Ручная сборка Ручная сборка

Сервис доставки продуктов Instamart стал прибыльным, скопировав модель Instacart

Forbes
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Laibach с альбомом The Sound of Music и другие важные музыкальные новинки месяца Laibach с альбомом The Sound of Music и другие важные музыкальные новинки месяца

Что послушать в этом месяце

Maxim
Гора серебряная Гора серебряная

Как добывают благородные металлы

Популярная механика
Лекарством от старости может оказаться противовирусный препарат Лекарством от старости может оказаться противовирусный препарат

Антивирусный препарат подарил подопытным мышам здоровую старость

Forbes
Биолог на Марсе Биолог на Марсе

Первый неамериканский марсоход: Rosalind Franklin в поисках воды и жизни

Популярная механика
Радужная река и пятнистое озеро: 11 самых необычных мест на планете Радужная река и пятнистое озеро: 11 самых необычных мест на планете

Экспресс-путешествие по удивительным маршрутам планеты

Playboy
Выдуманная природа Рогана Брауна Выдуманная природа Рогана Брауна

Роган Браун создает из бумаги огромные колонии вымышленных микробов

Популярная механика
Передвижник Передвижник

В послужном списке Эммануила Генделя около 20 проектов по передвижке сооружений

Дилетант
Ради тишины и чистоты Ради тишины и чистоты

Корабли на электричестве покоряют фьорды Норвегии

Популярная механика
Нога Акинфеева в подарок. Как компания Firecup находит клиентов среди чиновников и участников списка Forbes Нога Акинфеева в подарок. Как компания Firecup находит клиентов среди чиновников и участников списка Forbes

Заказ правительства Москвы помог компании Firecup стать заметной на рынке

Forbes
Альянсы и союзы Альянсы и союзы

Первая часть ответов на вопросы об альянсах союзников против нацистской Германии

Дилетант
Шуба на выход Шуба на выход

Казахстан — первая страна в китайском транспортном коридоре

Forbes
Принцесса на сносях Принцесса на сносях

Топ-5 любопытных слухов о молодой семье принца Гарри

StarHit
Золотая виза Кипра может подорожать Золотая виза Кипра может подорожать

Золотая виза Кипра может подорожать

Forbes
Время единорогов. Как в Рунете создается бизнес стоимостью $1 млрд Время единорогов. Как в Рунете создается бизнес стоимостью $1 млрд

Российские интернет-компании разрастаются в крупные экосистемы

Forbes
15 простых способов стать немного счастливее 15 простых способов стать немного счастливее

Простые техники помогут более стойко встречать жизненные невзгоды

Psychologies
Открыть в приложении