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

Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

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

Физики использовали светодиоды, чтобы изготовить микроскопический холодильник

Forbes
«Голиаф», строитель танкеров «Голиаф», строитель танкеров

Одна из самых больших промышленных машин на Земле

Популярная механика
Итальянский enfant terrible Итальянский enfant terrible

«Правительство перемен» популистов и евроскептиков готовится менять Европу

Эксперт
Восток и его обитатели Восток и его обитатели

В озере Восток под ледовым щитом Антарктиды есть жизнь

Популярная механика
Юлия Завьялова: Юлия Завьялова:

Cosmopolitan пообщался с Юлией Завьяловой

Cosmopolitan
Чистый тяжелый металл Чистый тяжелый металл

Как производят слитки драгоценных металлов

Популярная механика
БДТ и советская власть БДТ и советская власть

Из театрального опыта 1920-1930-х годов

СНОБ
Марс, пульс, температура Марс, пульс, температура

Зонд InSight: заглянуть внутрь Марса

Популярная механика
Кто вы, мистер «Оскар»? Кто вы, мистер «Оскар»?

Интересные факты из истории самой известной награды в мире кино

Лиза
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
«Все хорошо, только дел невпроворот». Так ли это на самом деле? «Все хорошо, только дел невпроворот». Так ли это на самом деле?

Если у вас слишком много дел, не пора ли пересмотреть свое отношение к жизни?

Psychologies
Орбитальные ломы Орбитальные ломы

Сверхтяжелые ракеты SpaceX могут стать носителем первого легального оружия

Популярная механика
Технологии, которые подарят счастье: как искусственный интеллект изменит жизнь компаний Технологии, которые подарят счастье: как искусственный интеллект изменит жизнь компаний

Автоматизация процессов и «человеческая аналитика» помогут стать эффективнее

Forbes
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
«Ван Гог. На пороге вечности» — фильм-симулятор художника: MAXIM делится впечатлениями «Ван Гог. На пороге вечности» — фильм-симулятор художника: MAXIM делится впечатлениями

Среди всей массы, конкретно этот фильм о Ван Гоге особенный

Maxim
Формула «воздух» Формула «воздух»

В 2020 году должны пройти первые гонки летающих автомобилей

Популярная механика
Семь самых дорогих фильмов-номинантов «Оскара»-2019 Семь самых дорогих фильмов-номинантов «Оскара»-2019

Количество номинаций на «Оскар» у самых высокобюджетных картин 2019 года

Forbes
Водородная кругосветка Водородная кругосветка

Кругосветное путешествие катамарана Energy Observer

Популярная механика
7 необычных смартфонов 7 необычных смартфонов

Слишком экспериментальные гаджеты

GQ
Не рокот космодрома Не рокот космодрома

Как и зачем строят космодромы

Популярная механика
Свидания 200 и 300 лет назад: как знакомились, что надевали и на что надеялись Свидания 200 и 300 лет назад: как знакомились, что надевали и на что надеялись

Как знакомились молодые люди в XVIII — XIX веке

Cosmopolitan
Мир завтрашнего дня Мир завтрашнего дня

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

Популярная механика
Как вступить в свободные отношения и не натворить глупостей (ты же этого хочешь) Как вступить в свободные отношения и не натворить глупостей (ты же этого хочешь)

Рассказываем по порядку об открытых отношениях

Playboy
Шоу должно продолжаться Шоу должно продолжаться

Самые интересные премьеры Женевского автосалона

Популярная механика
Самый полный гид по вежливому использованию фар Самый полный гид по вежливому использованию фар

Самый полный гид по вежливому использованию фар

Maxim
Тектонические сдвиги: два тренда, способных изменить венчур в России Тектонические сдвиги: два тренда, способных изменить венчур в России

К началу 2019 года в России сформировались два тренда

Forbes
Традиции датской кухни Традиции датской кухни

Датчане как никто умеют вкусно и сытно поесть

9 месяцев
Казаки фюрера Казаки фюрера

Его роман с немцами начался ещё в Гражданскую, а закончился он Второй мировой…

Дилетант
Кто ты? Децл: продюсерский проект или настоящий артист Кто ты? Децл: продюсерский проект или настоящий артист

Почему герою 2000-х так и не нашлось места в 2010-х

Forbes
Открыть в приложении