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

Кошка на пути домой Кошка на пути домой

Кошка на пути домой. От совершенного хищника к совершенному домашнему питомцу

Популярная механика
Наедине с собой Наедине с собой

Стас Пьеха решил провести зимний отпуск на Бали

OK!
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
5 тракторов от Porsche и Lamborghini 5 тракторов от Porsche и Lamborghini

Что вы знаете о тракторах Lamborghini? А о трактора Porsche?

Популярная механика
Нобелевский практикум Нобелевский практикум

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

Популярная механика
Вот что происходило в первой версии «Игры престолов», которая не попала в эфир Вот что происходило в первой версии «Игры престолов», которая не попала в эфир

Сложно представить «Игру престолов» без купюр, но такая версия существует!

Maxim
У Солнца под боком У Солнца под боком

О том, какие загадки должен решить меркурианский зонд

Популярная механика
Моржевание: всем ли полезна закалка? Моржевание: всем ли полезна закалка?

Укрепляет ли здоровье зимнее купание и всем ли стоит закаляться

Psychologies
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Серпом и молотом: советские автомобили, не пошедшие в серию Серпом и молотом: советские автомобили, не пошедшие в серию

В советском автопроме было много разработок, но до конвейера дошли единицы

Популярная механика
Шепот, который убивает Шепот, который убивает

Ни одна винтовка не способна проделывать такие трюки и оставлять такие отверстия

Популярная механика
От «Страшил» до «Zомбилэнда»: 9 лучших комедийных хорроров всех времен От «Страшил» до «Zомбилэнда»: 9 лучших комедийных хорроров всех времен

Испугаться и посмеяться одновременно? Запросто!

Playboy
Человек и аромат Человек и аромат

Что мы знаем о природе парфюмерных композиций

Популярная механика
Кто ты? Децл: продюсерский проект или настоящий артист Кто ты? Децл: продюсерский проект или настоящий артист

Почему герою 2000-х так и не нашлось места в 2010-х

Forbes
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Алкогений: Джеймс Джойс Алкогений: Джеймс Джойс

Джеймс Джойс — отец литературного постмодернизма был завзятым пьяницей

Maxim
Навстречу взрыву Навстречу взрыву

Кресло, которое спасет от мины

Популярная механика
Если баланс близок к нулю Если баланс близок к нулю

Принимать про- и пребиотики теперь рекомендуют не только внутрь, но и наружно

Glamour
Человек, который придумывает будущее Человек, который придумывает будущее

Компания с российскими корнями разрабатывает уникальные технологии для авто

Популярная механика
Обречены на успех: как превратить хобби в источник дохода Обречены на успех: как превратить хобби в источник дохода

Почему многим так и не удается превратить хобби в источник дохода

Psychologies
Щит от гиперзвука Щит от гиперзвука

Они быстро настигнут врага в любой точке мира

Популярная механика
В худшем случае: каковы риски принятия новых санкций США и что будет, если их примут В худшем случае: каковы риски принятия новых санкций США и что будет, если их примут

Аналитики оптимистичны — в полном объеме санкции примут вряд ли

Forbes
Многогранные таланты Многогранные таланты

Прошлый век оказался весьма щедрым на гениальные умы

Популярная механика
Абонент в сети Абонент в сети

Иляна Эрднеева созвонилась с одним из главных комиков страны Ильей Соболевым

Glamour
Алгоритмические войны Алгоритмические войны

Как битвы будущего видят по ту сторону океана

Популярная механика
Почему звезды выступают на Супербоуле бесплатно Почему звезды выступают на Супербоуле бесплатно

Почему звезды выступают на Супербоуле бесплатно

Forbes
8 признаков, что в отношениях вы эгоист 8 признаков, что в отношениях вы эгоист

Эксперты называют восемь признаков эгоистичного поведения в отношениях

Psychologies
В погоне за «Оскаром»: как Netflix переписывает экономику Голливуда В погоне за «Оскаром»: как Netflix переписывает экономику Голливуда

Netflix пытается переманить на свою сторону главных сценаристов и продюсеров

Forbes
30 лет традиций 30 лет традиций

Subaru Legacy отмечает в 2019 году 30-летие

АвтоМир
Главные футбольные переходы этой зимы Главные футбольные переходы этой зимы

Рассказываем об итогах трансферной кампании европейских клубов

GQ
Открыть в приложении