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

Дом во льдах Дом во льдах

История дрейфующих станций «Северный полюс» – это летопись подвига во имя науки

Популярная механика
Тлен и безысходность: можно ли научиться одеваться, когда вокруг такое? Тлен и безысходность: можно ли научиться одеваться, когда вокруг такое?

Мы живем с закрытыми глазами, поэтому и одеваемся так плохо

Cosmopolitan
Яндекс.Станция Яндекс.Станция

Вот уже неделю Яндекс.Станция живет у меня дома

Популярная механика
Как Сэмми Джабраиль помогает инвалидам добиться лучших условий жизни Как Сэмми Джабраиль помогает инвалидам добиться лучших условий жизни

Она привлекает внимание властей к проблемам людей с ограниченными возможностями

Vogue
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

В IT сложилась предреволюционная ситуация

Популярная механика
Лучшие рекламные ролики Супербоула-2019 Лучшие рекламные ролики Супербоула-2019

Супербоул — решающая игра Национальной футбольной лиги

Maxim
На грани слышимости: нейтринные коммуникации для подводного флота На грани слышимости: нейтринные коммуникации для подводного флота

Современные субмарины становятся неслышимы и невидимы для радаров

Популярная механика
Стилист VS читательница: у кого образы круче? Cosmo-эксперимент Стилист VS читательница: у кого образы круче? Cosmo-эксперимент

Многие из нас хоть раз в жизни задумывались, а не обратиться ли нам к стилисту

Cosmopolitan
Полeтит ли «черное» крыло? Полeтит ли «черное» крыло?

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

Популярная механика
Сектор газа Сектор газа

Мобильность будущего будет электрической. Но ведь есть еще газ

Quattroruote
Человек и аромат Человек и аромат

Что мы знаем о природе парфюмерных композиций

Популярная механика
Танец для себя Танец для себя

37‑летняя Натали Портман открывает себя заново

Glamour
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
На разрыв аорты На разрыв аорты

Фрида Кало, переосмысливая личную драму, изобразила себя дважды на одном полотне

Вокруг света
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Антон Пинский — о работе с Аркадием Новиковым и состоянии ресторанного бизнеса Антон Пинский — о работе с Аркадием Новиковым и состоянии ресторанного бизнеса

Esquire обсудил с Антоном Пинским тонкости ресторанного бизнеса

Esquire
Зоопарк болезней Зоопарк болезней

На невидимом фронте биомедицины трудятся не только мыши, крысы и макаки

Популярная механика
«Формула-1»: как поменять шины за 2 секунды «Формула-1»: как поменять шины за 2 секунды

Рассказываем, как команды проводят пит-стопы

GQ
Нулевая ступень Нулевая ступень

Весной 2019 года в небо поднялся самолет с самыми большими крыльями в истории

Популярная механика
Глава «Победы» пожаловался властям на несостоятельность Utair Глава «Победы» пожаловался властям на несостоятельность Utair

Гендиректор «дочки» «Аэрофлота» указывает на риски остановки деятельности Utair

Forbes
Идея! Оставлять чаевые Идея! Оставлять чаевые

Учись правильно благодарить тех, кто оказывает тебе услуги

Maxim
Байкер-революционер Байкер-революционер

Самая негероическая биография Че Гевары — история не революции, но дружбы

Дилетант
Нетихие планеры Нетихие планеры

Самовзлетные планеры, разработанные в пензенском КБ «Авиастроитель»

Популярная механика
Гений продаж. Почему лучший сотрудник — это ваш клиент? Гений продаж. Почему лучший сотрудник — это ваш клиент?

Есть несколько причин нанять клиента в штат

Forbes
Проблемы голубых кровей Проблемы голубых кровей

Сотни тысяч мечехвостов истекают кровью ради человечества

Популярная механика
По букве закона По букве закона

Труднее всего экс-супругам договориться по вопросам, связанным с детьми

StarHit
Нужно ли мужчине быть уязвимым и как на этом зарабатывают стартаперы и коучи Нужно ли мужчине быть уязвимым и как на этом зарабатывают стартаперы и коучи

Наблюдение за своим психическим здоровьем

Esquire
Широко шагая Широко шагая

Американский бестселлер Jeep Cherokee

Quattroruote
6 неожиданностей, которые могут случиться с тобой во время оргазма 6 неожиданностей, которые могут случиться с тобой во время оргазма

6 неожиданностей, которые могут случиться с тобой во время оргазма

Playboy
Когда КХЛ откроет зарплатные бюджеты клубов Когда КХЛ откроет зарплатные бюджеты клубов

Почему в КХЛ становится меньше клубов, а доходы лиги растут

Forbes
Открыть в приложении