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

Брат небесный, брат земной Брат небесный, брат земной

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

Популярная механика
Роскосмос отправит двух туристов по Роскосмос отправит двух туристов по

Роскосмос и Space Adventures сотрудничают в области космического туризма

National Geographic
Полeтит ли «черное» крыло? Полeтит ли «черное» крыло?

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

Популярная механика
Антонен Трон Антонен Трон

Антонен Трон стал дизайнером абсолютно случайно

Elle
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

В IT сложилась предреволюционная ситуация

Популярная механика
Дроны «Силком» оторвали от футбола Дроны «Силком» оторвали от футбола

Российские военные отчитались о сбитых на Чемпионате мира беспилотниках

РБК
Бронебойный бесшумный “Удав Бронебойный бесшумный “Удав

Бронебойный бесшумный “Удав" замена ПМ?

Популярная механика
Кошмарный сон Актера Фролова Кошмарный сон Актера Фролова

Как бездомные выживают в московском лесу

Русский репортер
Орбитальные ломы Орбитальные ломы

Сверхтяжелые ракеты SpaceX могут стать носителем первого легального оружия

Популярная механика
Sex Education нужно посмотреть всем, кто занимается сексом Sex Education нужно посмотреть всем, кто занимается сексом

Всегда есть, чему поучиться и что вспомнить

GQ
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Гид по первой ярмарке Frieze в Лос-Анджелесе Гид по первой ярмарке Frieze в Лос-Анджелесе

Гид по первой ярмарке Frieze в Лос-Анджелесе

Vogue
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Глава BMW в России — об умных автомобилях, в которых можно жить Глава BMW в России — об умных автомобилях, в которых можно жить

Глава BMW в России — об умных автомобилях, в которых можно жить

Forbes
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

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
КВ-1 к маршу готов КВ-1 к маршу готов

Танки, участвовавшие в битве на Неве

Популярная механика
Подарки на 8 марта: чем и как порадовать женщин Подарки на 8 марта: чем и как порадовать женщин

Подробнейший гайд по подаркам на 8 марта

GQ
Возвращение русского плиозавра Возвращение русского плиозавра

Куда можно отправиться, чтобы прикоснуться к миру гигантских рептилий древности

Популярная механика
На Канаду и США обрушилось ледяное цунами На Канаду и США обрушилось ледяное цунами

На побережье вынесло огромные глыбы льда

National Geographic
Короли неба Короли неба

Реактивный моделизм не зря называют королевским видом спорта

Популярная механика
Как в Екатеринбурге после чемпионата мира-2018 увеличили футбольную посещаемость в два раза Как в Екатеринбурге после чемпионата мира-2018 увеличили футбольную посещаемость в два раза

Как в Екатеринбурге увеличили футбольную посещаемость в два раза

Forbes
Киберпанки на природе Киберпанки на природе

Как устроена сцена фестиваля электронной музыки Alfa Future People 2018

Популярная механика
Конец пиратской эпохи: нелегальный контент уходит из интернета Конец пиратской эпохи: нелегальный контент уходит из интернета

81% россиян не готовы платить за контент

Forbes
Возвращение «Индейца» Возвращение «Индейца»

Прошлое и настоящее мотоцикла Indian

Популярная механика
Рут-права на смартфоне: разбираем все «за» и «против» Рут-права на смартфоне: разбираем все «за» и «против»

Мысль "получить рут" довольно заманчива, но нужно ли это делать?

CHIP
Плата за проезд Плата за проезд

Китай готов потратить на новые транспортные коридоры $1 трлн

Forbes
Все возрасты покорны Все возрасты покорны

Звезды вспоминают первую любовь

StarHit
Официально: Македония сменила название Официально: Македония сменила название

Официально: Македония сменила название

National Geographic
Из-за изменений климата синицы разозлились и начали убивать Из-за изменений климата синицы разозлились и начали убивать

Из-за изменений климата синицы разозлились и начали убивать

National Geographic
Открыть в приложении