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

Игра на миллиарды Игра на миллиарды

Игры с вирусом. Моделирование глобальной пандемии

Популярная механика
Москву заставят платить. Суд вступился за собственников изымаемой недвижимости Москву заставят платить. Суд вступился за собственников изымаемой недвижимости

Когда собственники могут требовать компенсаций за оцененную недвижимость

Forbes
Брат небесный, брат земной Брат небесный, брат земной

NASA исследует близнецов: астронавта и его брата, оставшегося на Земле

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
Ударные стройки науки Ударные стройки науки

Национальный научный фонд (NSF) опубликовал детальную статистику за 2016 год

Популярная механика
Что произошло в мире моды за две недели Что произошло в мире моды за две недели

События в мире моды с 7 по 21 февраля

GQ
Чистый тяжелый металл Чистый тяжелый металл

Как производят слитки драгоценных металлов

Популярная механика
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
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Современная медицина против рака Современная медицина против рака

Современная медицина против рака

Популярная механика
«Голиаф», строитель танкеров «Голиаф», строитель танкеров

Одна из самых больших промышленных машин на Земле

Популярная механика
3 основы самоуважения 3 основы самоуважения

Какие принципы помогут взрослому человеку научиться самоуважению

Psychologies
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Временная работа Временная работа

Производители часов показали очередные результаты своего труда

AD
Человек и аромат Человек и аромат

Что мы знаем о природе парфюмерных композиций

Популярная механика
Революция Риз Революция Риз

От блондинки в законе — до многодетной матери, активистки и бизнес-леди

Vogue
Винтокрыл против конвертоплана Винтокрыл против конвертоплана

«Вертолет» не самый подходящий термин для описания этих воздушных монстров

Популярная механика
Китайская тусовка: как заполучить партнера из КНР Китайская тусовка: как заполучить партнера из КНР

Участие в китайских бизнес-мероприятиях — важный инструмент для поиска партнеров

Forbes
Прилечу на такси! Прилечу на такси!

«Вертолетное такси» будет постепенно переходить на электрическую тягу

Популярная механика
Какая машина самая мужская? Какая машина самая мужская?

Рейтинг автомобилей, которые можно с уверенностью назвать мужскими

АвтоМир
Кресла вместо бомб Кресла вместо бомб

Бомбардировщик превратили в бизнес-джет

Популярная механика
От редакции От редакции

Год необыкновенно щедр на юбилеи

АвтоМир
Без рулей и элеронов Без рулей и элеронов

Можно ли обойтись без таких привычных элементов самолета, как рули и элероны?

Популярная механика
Ложь, в которую верят взрослые люди Ложь, в которую верят взрослые люди

Блогер Кен Рейд разбирает три вида лжи, которые приводят к потере веры в себя

Psychologies
Союз ржавых 2 Союз ржавых 2

Еще недавно эти заводы, паровозы и крематории весело дымили трубами

Maxim
Сила шоколада Сила шоколада

Шоколад поднимает настроение, улучшает самочувствие, укрепляет здоровье!

Лиза
Между величием и тупиком. Что сказал Трамп в послании «граду и миру» Между величием и тупиком. Что сказал Трамп в послании «граду и миру»

Риторику президента можно считать заделом на избирательную кампанию — 2020

Forbes
Неизвестная история в фильме «Спасти Ленинград» Неизвестная история в фильме «Спасти Ленинград»

Фильм о военной катастрофе, информация о которой была засекречена до 2004 года

Forbes
Вижу цель Вижу цель

Иляна Эрднеева поймала Андрея Бурковского на очередном витке его карьеры

Glamour
«Конец банковского дела»: главная проблема финансового регулирования «Конец банковского дела»: главная проблема финансового регулирования

Фрагмент «Конец банковского дела: деньги и кредит в эпоху цифровой революции»

Forbes
Открыть в приложении