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

Толерантное послезавтра Толерантное послезавтра

Росатом включился в гонку по созданию устойчивого к авариям ядерного топлива

Популярная механика
Как самому сделать укол Как самому сделать укол

Чтобы воткнуть в тело стальную иглу, тебе потребуется много ценных советов

Maxim
Виниловая дорожка Виниловая дорожка

Студия, где вы можете заказать и с нуля сделать тираж аналогового винила

Популярная механика
«Я хочу делать доброе кино» «Я хочу делать доброе кино»

Алёна Чехова пробует себя в качестве продюсера и мечтает снимать детские сказки

OK!
Изображая голод Изображая голод

Имитаторы эффектов ограничения калорий – что это за вещества

Популярная механика
Неисправимый однолюб Хью Джекман раскрыл секрет идеального брака Неисправимый однолюб Хью Джекман раскрыл секрет идеального брака

50-летний Хью Джекман уже 23 года женат на актрисе Деборре-Ли Фёрнесс

Cosmopolitan
Шепот, который убивает Шепот, который убивает

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

Популярная механика
«Задушить единорога»: не бегите от душевной боли «Задушить единорога»: не бегите от душевной боли

Убежать от жизненных неурядиц проще, чем столкнуться с ними лицом к лицу

Psychologies
Выход дракона Выход дракона

Впервые в истории лидером по количеству космических запусков станет Китай

Популярная механика
Что не так с литературными премиями Что не так с литературными премиями

В чем по-настоящему нуждается отечественная книжная индустрия

Эксперт
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Как общаться с девушкой в «ВК»: темы для разговоров, лайфхаки и ошибки Как общаться с девушкой в «ВК»: темы для разговоров, лайфхаки и ошибки

Проверь привлекательность своего профиля

Playboy
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
11 странных заболеваний, о которых ты вряд ли слышал (они очень редкие) 11 странных заболеваний, о которых ты вряд ли слышал (они очень редкие)

Синдром Алисы в Стране чудес и ряд других странных заболеваний

Playboy
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
Исследование доказало, что современные поп-песни — пшик, и молодежь предпочитает старую музыку Исследование доказало, что современные поп-песни — пшик, и молодежь предпочитает старую музыку

Ученые проанализировали то, насколько миллениалы хорошо помнят современные хиты

Maxim
Возвращение «Индейца» Возвращение «Индейца»

Прошлое и настоящее мотоцикла Indian

Популярная механика
Задом наперед: страпон, мужчина и женское доминирование Задом наперед: страпон, мужчина и женское доминирование

Пеггинг — как сделать все правильно и так, чтобы никто не пожалел?

Cosmopolitan
Земля переезжает Земля переезжает

Когда Солнце начнет затухать, корабль «Земля» уже прибудет к новой звезде

Популярная механика
«Чрезвычайная ситуация для экономики»: что говорят о деле Baring Vostok чиновники и бизнесмены «Чрезвычайная ситуация для экономики»: что говорят о деле Baring Vostok чиновники и бизнесмены

Топ-менеджеры, госчиновники и миллиардеры, не согласные с арестом Майкла Калви

Forbes
Полулежа в полумраке Полулежа в полумраке

Во время фотосессии Юлия Подозерова открылась с новой неожиданной стороны

Maxim
Хайвей ту хэлл: 17 самых опасных дорог мира, которые ведут к смерти Хайвей ту хэлл: 17 самых опасных дорог мира, которые ведут к смерти

Настоятельно не рекомендуем эти маршруты

Playboy
Мыльные пузыри Мелоди Янг Мыльные пузыри Мелоди Янг

Мелоди Янг всю жизнь посвятила мыльным пузырям

Популярная механика
Защитник Отечества: тест-драйв УАЗ Защитник Отечества: тест-драйв УАЗ

Как модернизация повлияла на поведение внедорожника УАЗ "Патриот"?

Популярная механика
Био-механизм Био-механизм

Пауки, пожалуй, самые высокотехнологичные существа на планете

Вокруг света
Женщины, которые имитировали свою беременность Женщины, которые имитировали свою беременность

Кто в реальной жизни будет притворяться беременной?

Cosmopolitan
Почему мир сходит с ума по Mazda CX-5? Почему мир сходит с ума по Mazda CX-5?

Проводим независимое расследование

Maxim
Играем офлайн: 10 настольных игр на любой вкус Играем офлайн: 10 настольных игр на любой вкус

10 разных игр - как классика, так и хиты, созданные на основе популярных фильмов

CHIP
Зачем зебре полоски? Ученые 150 лет бились над разгадкой и нашли ответ Зачем зебре полоски? Ученые 150 лет бились над разгадкой и нашли ответ

Оказалось, нам есть чему поучиться у зебр!

Playboy
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
Открыть в приложении