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

Когда погаснет БАК Когда погаснет БАК

Мегапроекты, которые придут на смену Большому адронному коллайдеру

Популярная механика
Как не стать жертвой кибермошенников: советы от профи Как не стать жертвой кибермошенников: советы от профи

Как не стать жертвой кибермошенников: советы от профи

CHIP
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Алексей Кортнев: «Моя главная вредная привычка? Пьянство!» Алексей Кортнев: «Моя главная вредная привычка? Пьянство!»

Роковые ошибки музыканта в воспитании детей и в отношениях с женой

StarHit
Линза по имени Солнце Линза по имени Солнце

Используя Солнце как огромную линзу, можно сделать четкий снимок экзопланеты

Популярная механика
Несезонная охота Несезонная охота

Конец зимы – отличное время для поездки: цены ниже, туристов мало, море рядом

Лиза
Полeтит ли «черное» крыло? Полeтит ли «черное» крыло?

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

Популярная механика
5 способов перестать откладывать жизнь 5 способов перестать откладывать жизнь

Психолог Татьяна Цветкова объясняет, как научиться жить здесь и сейчас

Psychologies
Ледяной кулак Ледяной кулак

«Неубиваемая» морская база внутри плавучего айсберга

Популярная механика
Чего не нужно ждать от психолога? Чего не нужно ждать от психолога?

Почему психотерапия помогает не всем

Psychologies
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
“Дайте ребенку выплеснуть гнев в детской комнате” “Дайте ребенку выплеснуть гнев в детской комнате”

С помощью игрушек ребенку легче понять и выразить чувства

Psychologies
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
Норм! Норм!

Александр Гудков и актриса Аглая Тарасова впервые встретились в Петербурге

Собака.ru
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Тьма рождает холод: как сделать квантовый холодильник Тьма рождает холод: как сделать квантовый холодильник

Физики использовали светодиоды, чтобы изготовить микроскопический холодильник

Forbes
Вояж на батарейках Вояж на батарейках

Долго ли нам осталось ждать пришествия электрической авиации?

Популярная механика
9 самых необычных разновидностей пива: из метеоритов, устриц и бороды 9 самых необычных разновидностей пива: из метеоритов, устриц и бороды

Всем крафтовым крафтам на зависть!

Playboy
Последний из динозавров Последний из динозавров

Суперкары Lamborghini Huracan Evo должны жить на идеальных гоночных трассах

Популярная механика
Сказки для взрослых: принципы основательницы кафе «АндерСон» Сказки для взрослых: принципы основательницы кафе «АндерСон»

Ты не можешь требовать от ребенка соблюдения тех правил, которые не выполняешь

Forbes
Совершенно не секретно Совершенно не секретно

Какая бы ни приключилась беда, рядом обязательно прозвучит страшное слово HAARP

Популярная механика
Главные футбольные переходы этой зимы Главные футбольные переходы этой зимы

Рассказываем об итогах трансферной кампании европейских клубов

GQ
Мир завтрашнего дня Мир завтрашнего дня

Дизайн – это вовсе не то, как выглядит какой-то предмет

Популярная механика
Жил на свете рыцарь бедный Жил на свете рыцарь бедный

Лев Рубинштейн объясняет, почему богатство и бедность — это одно и то же

GQ
Алгоритмические войны Алгоритмические войны

Как битвы будущего видят по ту сторону океана

Популярная механика
Нет платья — нет планов Нет платья — нет планов

Дизайнер Белла Потёмкина уверена, что женственность никогда не выйдет из моды

OK!
Бандаж революции Бандаж революции

Финансированию русской революции помогали... дамские корсеты

Дилетант
Eighteen: «План Б появляется только у тех, кто сомневается в своем деле» Eighteen: «План Б появляется только у тех, кто сомневается в своем деле»

Eighteen: «План Б появляется только у тех, кто сомневается в своем деле»

GQ
Что умеют роботы в 2019 году? 8 самых неожиданных навыков машин Что умеют роботы в 2019 году? 8 самых неожиданных навыков машин

Насколько далеко зашел прогресс в области робототехники?

Playboy
Тест и обзор Asus ROG Zephyrus S GX531GM-ES037T: дизайн как главный плюс Тест и обзор Asus ROG Zephyrus S GX531GM-ES037T: дизайн как главный плюс

Asus ROG Zeryphus S GX531GM-ES037T нас разочаровал

CHIP
Открыть в приложении