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

Пешком по воде Пешком по воде

Далеко не все способны проплыть километр под водой

Популярная механика
Старик и наркотики: о чем «Наркокурьер» Клинта Иствуда (и почему это чуть больше, чем обычный триллер) Старик и наркотики: о чем «Наркокурьер» Клинта Иствуда (и почему это чуть больше, чем обычный триллер)

В прокат выходит остросюжетная драма «Наркокурьер»

Esquire
Чистый тяжелый металл Чистый тяжелый металл

Как производят слитки драгоценных металлов

Популярная механика
Чего не нужно ждать от психолога? Чего не нужно ждать от психолога?

Почему психотерапия помогает не всем

Psychologies
Толерантное послезавтра Толерантное послезавтра

Росатом включился в гонку по созданию устойчивого к авариям ядерного топлива

Популярная механика
Закон джунглей. Почему бесплатная доставка не может быть вечной Закон джунглей. Почему бесплатная доставка не может быть вечной

«Яндекс.Еда» и Ozon заявили об отказе от бесплатной доставки

Forbes
Ракетный маневр Ракетный маневр

С S7 Space связывают надежды на развитие отечественной частной космонавтики

Популярная механика
Как вступить в свободные отношения и не натворить глупостей (ты же этого хочешь) Как вступить в свободные отношения и не натворить глупостей (ты же этого хочешь)

Рассказываем по порядку об открытых отношениях

Playboy
Гитлер и Сталин как полководцы Гитлер и Сталин как полководцы

Расследование военного историка Алексея Исаева

Популярная механика
Банк плохих долгов раскрыл структуру активов Банк плохих долгов раскрыл структуру активов

Банк «Траст» оказался крупным оператором коммерческой недвижимости в России

Forbes
Человек и аромат Человек и аромат

Что мы знаем о природе парфюмерных композиций

Популярная механика
Тест и обзор Ultimate Ears Megaboom 3: образец стойкости Тест и обзор Ultimate Ears Megaboom 3: образец стойкости

Тест и обзор Ultimate Ears Megaboom 3: образец стойкости

CHIP
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Porsсhe 911. Чистейшее техно Porsсhe 911. Чистейшее техно

Porsсhe 911. Чистейшее техно

АвтоМир
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Пенелопа Крус рассказала, как пережила домогательства похотливых продюсеров Пенелопа Крус рассказала, как пережила домогательства похотливых продюсеров

Пенелопа Крус сделала несколько признаний перед премьерой «Лабиринтов прошлого»

Cosmopolitan
Летающий фрегат Летающий фрегат

Российский проект транспортного беспилотника с вертикальными взлетом и посадкой

Популярная механика
Встать на место другого Встать на место другого

Почему даже близким бывает трудно понять нас?

Psychologies
Нетихие планеры Нетихие планеры

Самовзлетные планеры, разработанные в пензенском КБ «Авиастроитель»

Популярная механика
Главы государств Главы государств

Любимые книги мировых лидеров: от «Гарри Поттера» до «Маленького принца»

GQ
Солнце над столицей Солнце над столицей

73-метровое колесо обозрения, возведенное к 850-летию Москвы, долго не простояло

Популярная механика
Кубок огня Кубок огня

Производитель декоративных уличных очагов компании Firecup

Forbes
Новая «Арктика» Новая «Арктика»

Атомоходы ЛК-60Я заменят ледоколы прошлых поколений

Популярная механика
Не звезда Не звезда

Не вздумайте называть Николь Кидман знаменитостью

Glamour
Карина-вирус! Карина-вирус!

В это тревожное время героиней обложки стала главная медсестра страны

Maxim
Узнать характер мужчины по носкам: 10 простых правил Узнать характер мужчины по носкам: 10 простых правил

Не только обувь, но и носки могут кое-что рассказать о своем владельце

Psychologies
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
Секстинг зомбингу не помеха Секстинг зомбингу не помеха

15 новейших терминов современной жизни в целом и отношений в частности

Maxim
Служебный роман Служебный роман

В чем секрет прочных союзов дизайнеров и марок

AD
Жил на свете рыцарь бедный Жил на свете рыцарь бедный

Лев Рубинштейн объясняет, почему богатство и бедность — это одно и то же

GQ
Открыть в приложении