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

Броня легка Броня легка

Алюминиевые сплавы давно и прочно обосновались на бронемашинах

Популярная механика
15 странных изобретений: от искусственной груди до носового стилуса 15 странных изобретений: от искусственной груди до носового стилуса

Порой талант заводит людей на сомнительную дорожку

Популярная механика
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

В IT сложилась предреволюционная ситуация

Популярная механика
Незваные гости. Зачем интересоваться проблемами других отраслей Незваные гости. Зачем интересоваться проблемами других отраслей

Чтобы не стать зашоренным, нужно находиться в глобальном контексте

Forbes
Механик в аду Механик в аду

Зонд AREE – никакой электроники, только старая школа и верная механика

Популярная механика
Главная роль Главная роль

Ксения Собчак стала заядлым театралом ради Константина Богомолова

StarHit
Инфекция жизни Инфекция жизни

Направленная панспермия в вопросах и ответах

Популярная механика
Мужская консультация: шлаки (и существуют ли они вообще) Мужская консультация: шлаки (и существуют ли они вообще)

Врач Никита Жуков рассказывает о самых популярных диагнозах

Maxim
Нобелевский практикум Нобелевский практикум

Нобелевские премии по физике, химии, медицине и физиологии – награды за практику

Популярная механика
Анализ крови на боль открыл путь к новым лекарствам Анализ крови на боль открыл путь к новым лекарствам

Разработан объективный способ определить уровень боли у пациента

Forbes
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Ниже пояса: 6 запретных фраз при расставании (ты же не хочешь ее добить?) Ниже пояса: 6 запретных фраз при расставании (ты же не хочешь ее добить?)

Ни в коем случае не произноси эти фразы!

Playboy
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
Где-то между... Где-то между...

Подключаемый гибрид Ford Transit Custom образца 2019 года

Quattroruote
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
«Ван Гог. На пороге вечности» — фильм-симулятор художника: MAXIM делится впечатлениями «Ван Гог. На пороге вечности» — фильм-симулятор художника: MAXIM делится впечатлениями

Среди всей массы, конкретно этот фильм о Ван Гоге особенный

Maxim
10 арктических машин 10 арктических машин

Десять достойных упоминания арктических вездеходов

Популярная механика
Как делать «это» когда у нее «эти» дни? 9 спасительных и советов и лайфхаков Как делать «это» когда у нее «эти» дни? 9 спасительных и советов и лайфхаков

Нет, нет никаких барьеров!

Playboy
Интеллект для самолета Интеллект для самолета

Многофункциональная боевая машина следующего поколения

Популярная механика
Упавшие с небес Упавшие с небес

Рынок метеоритов сейчас переживает настоящий бум

Robb Report
Верхом на вихре Верхом на вихре

Возможное будущее гражданской авиации

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
Послушные растения Дианы Шерер Послушные растения Дианы Шерер

Художница Диана Шерер заставляет корни травы расти так, как ей хочется

Популярная механика
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
Электрическая ракета, которая изменит войну Электрическая ракета, которая изменит войну

Барражирующие боеприпасы «Ланцет», которые могут в корне изменить войны будущего

Популярная механика
Вся правда о витаминах Вся правда о витаминах

Когда и как правильно принимать витамины

Лиза
Недорогие смартфоны с хорошей камерой и аккумулятором: подборка CHIP Недорогие смартфоны с хорошей камерой и аккумулятором: подборка CHIP

Подборка смартфонов до 5000 рублей, которые умеют делать неплохие фото

CHIP
“Дайте ребенку выплеснуть гнев в детской комнате” “Дайте ребенку выплеснуть гнев в детской комнате”

С помощью игрушек ребенку легче понять и выразить чувства

Psychologies
В память о Кайзере: 5 коллекций Карла Лагерфельда с немецким оттенком В память о Кайзере: 5 коллекций Карла Лагерфельда с немецким оттенком

Отдаем дань памяти дизайнеру, вспомнив коллекции, обыгрывающие его корни

Cosmopolitan
Слабый рубль. В какие валюты стоит вложиться инвестору Слабый рубль. В какие валюты стоит вложиться инвестору

ФРС смягчает политику и ослабляет доллар, а на рубль давит риск санкций

Forbes
Открыть в приложении