Кто бы мог подумать генеративный дизайн

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

Без конвоя Без конвоя

Калифорнийский стартап строит грузовые дроны для полетов на все континенты

Популярная механика, апрель'19
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, февраль'19
Проект Guido Проект Guido

Ничего подобного в России прежде не строили

Популярная механика, июнь'18
Грязная изнанка: что раздражает россиян в «мусорной реформе» Грязная изнанка: что раздражает россиян в «мусорной реформе»

Грязная изнанка: что раздражает россиян в «мусорной реформе»

Forbes, февраль'19
Полeтит ли «черное» крыло? Полeтит ли «черное» крыло?

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

Популярная механика, март'19
Февраль — Месяц кино в лектории «Синхронизации» Февраль — Месяц кино в лектории «Синхронизации»

Образовательный проект по истории и теории кинематографа — Месяц кино

Cosmopolitan, февраль'19
Дом во льдах Дом во льдах

История дрейфующих станций «Северный полюс» – это летопись подвига во имя науки

Популярная механика, декабрь'18
Что делать, когда девушка отбирает одеяло, а собака отнимает всю кровать? Что делать, когда девушка отбирает одеяло, а собака отнимает всю кровать?

Что делать, когда девушка отбирает одеяло, а собака отнимает всю кровать?

Playboy, февраль'19
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика, март'19
Чрезмерная забота. Почему закон о квалификации инвесторов может навредить рынку Чрезмерная забота. Почему закон о квалификации инвесторов может навредить рынку

Типичный клиент брокерской компании кардинально изменился за последние 10 лет

Forbes, февраль'19
Человек и аромат Человек и аромат

Что мы знаем о природе парфюмерных композиций

Популярная механика, март'19
Что происходит в «китовой тюрьме» под Находкой: фото и видео Что происходит в «китовой тюрьме» под Находкой: фото и видео

Сведения о бухте, в которой содержат почти 100 нелегально пойманных китообразных

National Geographic, февраль'19
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика, март'19
Фильмы, которые мы не смогли ни разу досмотреть до конца Фильмы, которые мы не смогли ни разу досмотреть до конца

Редакционный список злополучных недосмотренных кинофильмов

Maxim, февраль'19
Вторжение Вторжение

Здесь делают самую продвинутую графику для мирового кинематографа

Популярная механика, январь'20
Искренне ваш Искренне ваш

Нужно ли знать о другом, даже близком, человеке абсолютно все?

Добрые советы, март'19
Игра на миллиарды Игра на миллиарды

Игры с вирусом. Моделирование глобальной пандемии

Популярная механика, февраль'19
Анекдоты Анекдоты

Лучшие анекдоты месяца

Maxim, март'19
Лики Вики Лики Вики

До съемки в нашем презренном журнале снизошла богиня «Инстаграма» Вики Одинцова

Maxim, апрель'19
Здравствуй, семья Здравствуй, семья

Модель Лили Олдридж и ее муж Калеб Фоллоуилл показали нам свой новый дом

AD, март'19
Не просто фантастика Не просто фантастика

Городской тест-драйв беспилотного автомобиля

Популярная механика, июль'18
БДТ и советская власть БДТ и советская власть

Из театрального опыта 1920-1930-х годов

СНОБ, март'19
Оградить и уничтожить Оградить и уничтожить

Геохимические барьеры – средство защиты природы от человеческой деятельности

Популярная механика, июнь'19
Российский рынок акций стал вторым по доходности после бразильского Российский рынок акций стал вторым по доходности после бразильского

Российский рынок акций стал вторым по доходности после бразильского

Forbes, февраль'19
Как петербургский стартап «Партия еды» вырос и продался «Яндексу» Как петербургский стартап «Партия еды» вырос и продался «Яндексу»

Как «Яндекс» купил компанию «Партия еды»

РБК, декабрь'18
Красивая грудь после родов? Это реально! Красивая грудь после родов? Это реально!

Как сохранить красоту груди после родов и вскармливания?

9 месяцев, февраль'19
Пласа де Торос: уругвайский Колизей Пласа де Торос: уругвайский Колизей

В массовом сознании коррида ассоциируется исключительно с Испанией

National Geographic, февраль'19
Безналичные предложения ФАС Безналичные предложения ФАС

Антимонопольная служба проверяет конкуренцию на рынке эквайринга

РБК, февраль'19
Энциклопедия неудач: как уникальные технологии хоронят проекты Энциклопедия неудач: как уникальные технологии хоронят проекты

CB Insights проанализировало причины неудач 287 стартапов

Forbes, февраль'19
Раздражительность: что ее провоцирует и как бороться Раздражительность: что ее провоцирует и как бороться

Раздражительность: что ее провоцирует и как бороться

Psychologies, февраль'19