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

Инфекция жизни Инфекция жизни

Направленная панспермия в вопросах и ответах

Популярная механика
Обманные пункты Обманные пункты

Как в России зарабатывают по-черному

Esquire
Кто спасет МКС Кто спасет МКС

МКС может завершить работу через шесть лет. Что будет дальше?

Популярная механика
Вот это связи! Российские звезды, которые кичатся дружбой с зарубежными Вот это связи! Российские звезды, которые кичатся дружбой с зарубежными

Кто на самом деле дружит с зарубежными селебрити, а кто лишь создает видимость

Cosmopolitan
Удар с небес Удар с небес

Javelin считают наиболее совершенным легким средством против бронетехники

Популярная механика
Воспитать мужчину Воспитать мужчину

Как не перегнуть палку и достичь баланса в воспитании сына

Лиза
Механик в аду Механик в аду

Зонд AREE – никакой электроники, только старая школа и верная механика

Популярная механика
На скульптуре по легендарной фотографии вандалы написали #metoo На скульптуре по легендарной фотографии вандалы написали #metoo

Общественность добралась до «Поцелуя»

Maxim
Нобелевский практикум Нобелевский практикум

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

Популярная механика
Самые богатые животные-наследники состояний Самые богатые животные-наследники состояний

Особо удачливые животные, унаследовавшие многомиллионные состояния своих хозяев

Forbes
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
7 волшебных компонентов, чтобы сохранить в себе женщину 7 волшебных компонентов, чтобы сохранить в себе женщину

В сотне ежедневных дел женщины забывают о себе и потребностях

Psychologies
Человек и аромат Человек и аромат

Что мы знаем о природе парфюмерных композиций

Популярная механика
Пап-культура Пап-культура

У каких пап дочери вырастают счастливыми?

Добрые советы
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Золотая виза Кипра может подорожать Золотая виза Кипра может подорожать

Золотая виза Кипра может подорожать

Forbes
Кто я? Кто я?

Кто ты такой? Вопрос, который мы задаем себе в течение жизни

Psychologies
Скажите спасибо всем, кто в вас не верит Скажите спасибо всем, кто в вас не верит

Люди, которые пытаются убить наши мечты, вдохновляют и помогают достигать целей

Psychologies
Летающий фрегат Летающий фрегат

Российский проект транспортного беспилотника с вертикальными взлетом и посадкой

Популярная механика
Сила воли: поможет ли она похудеть? Сила воли: поможет ли она похудеть?

Если собрать волю в кулак, получится ли похудеть?

Домашний Очаг
Коралловые рифы Кортни Маттисон Коралловые рифы Кортни Маттисон

Кортни Маттисон изображает гибель дорогих ей коралловых рифов

Популярная механика
Правило №1: никаких правил Правило №1: никаких правил

Есть ли у любви срок годности и алгоритм, по которому она развивается

Cosmopolitan
Точечный старт Точечный старт

История отечественного авиаконструктора – Владимира Мясищева

Популярная механика
Почему мир сходит с ума по Mazda CX-5? Почему мир сходит с ума по Mazda CX-5?

Проводим независимое расследование

Maxim
Нечеловеческая еда Нечеловеческая еда

Как делают сухой корм для животных

Популярная механика
Как выбрать вертикальный пылесос: советы и рейтинг моделей 2019 Как выбрать вертикальный пылесос: советы и рейтинг моделей 2019

Как выбрать вертикальный пылесос: советы и рейтинг моделей 2019

CHIP
Роботы или инсайдеры? В чем причина роста акций малоизвестной компании на 8000% Роботы или инсайдеры? В чем причина роста акций малоизвестной компании на 8000%

Акции «дочки» негосударственного пенсионного фонда РЖД выросли

Forbes
Штрафное лобби. Чем обернется снижение допустимого порога превышения скорости Штрафное лобби. Чем обернется снижение допустимого порога превышения скорости

МВД и Минтранс предложили уменьшить «нештрафуемый» порог превышения скорости

Forbes
«ВкусВилл» запускает доставку готовой еды на дом «ВкусВилл» запускает доставку готовой еды на дом

Сеть магазинов здорового питания предложит клиентам доставку готовых блюд

Forbes
«Измените речь — изменится жизнь» «Измените речь — изменится жизнь»

Как с помощью синквейнов, страшилок и слов избавиться от негативных состояний

Psychologies
Открыть в приложении