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

Ситиэферы: соревнования белых хакеров Ситиэферы: соревнования белых хакеров

Про хакеров слышали все. Не все точно знают, кто они такие

Популярная механика
Тебя мучило это всю твою жизнь: кофе латте и капучино — в чем разница? Тебя мучило это всю твою жизнь: кофе латте и капучино — в чем разница?

Казалось бы, так похожи... но такие разные

Playboy
Бронебойный бесшумный “Удав Бронебойный бесшумный “Удав

Бронебойный бесшумный “Удав" замена ПМ?

Популярная механика
«И ракеты, и масло». Западные СМИ увидели в речи Путина попытку сдержать падение рейтинга «И ракеты, и масло». Западные СМИ увидели в речи Путина попытку сдержать падение рейтинга

Иностранные СМИ оценили послание президента России Владимира Путина

Forbes
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

В IT сложилась предреволюционная ситуация

Популярная механика
Mercedes-Benz B-класс Mercedes-Benz B-класс

Новое поколение напомнило о школьном противостоянии: «ашки» или «бэшки»?

Quattroruote
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Приложение для медитаций Calm оценили в $1 млрд Приложение для медитаций Calm оценили в $1 млрд

Приложение для медитаций Calm оценили в $1 млрд

Forbes
Нобелевский практикум Нобелевский практикум

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

Популярная механика
Арт-хаус Арт-хаус

Искусство добавило современного гламура историческому зданию Уильяма Уолдорфа

Robb Report
Орбитальные ломы Орбитальные ломы

Сверхтяжелые ракеты SpaceX могут стать носителем первого легального оружия

Популярная механика
10 самых высокооплачиваемых игроков НБА 2019. Рейтинг Forbes 10 самых высокооплачиваемых игроков НБА 2019. Рейтинг Forbes

Леброн Джеймс и еще 9 самых богатых баскетболистов мира

Forbes
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Вся правда о блондинках …и о мужчинах, которые от них без ума Вся правда о блондинках …и о мужчинах, которые от них без ума

Ветреные и не слишком умные, блондинки — жертвы множества стереотипов

Вокруг света
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
От ненависти до «любви» От ненависти до «любви»

Дженнифер Лопес опубликовала автобиографию «Настоящая любовь»!

Grazia
Неон-киллер Неон-киллер

Евгения Крегжде поразила нас в самое сердце

Maxim
Как выиграть выборы. Новинки нон-фикшна Как выиграть выборы. Новинки нон-фикшна

Новинки нон-фикшна

Forbes
Война, родившая джип Война, родившая джип

Наибольшее число типов армейского автотранспорта породила Вторая мировая война

Популярная механика
Задом наперед: страпон, мужчина и женское доминирование Задом наперед: страпон, мужчина и женское доминирование

Пеггинг — как сделать все правильно и так, чтобы никто не пожалел?

Cosmopolitan
Метательные планеры Метательные планеры

Один из самых молодых видов авиамодельного спорта

Популярная механика
Битва титанов: возвращение тяжелых танков Битва титанов: возвращение тяжелых танков

Отчетливо наблюдается тенденция возврата тяжелых танков

Популярная механика
Драгоценное зернышко Драгоценное зернышко

Золотодобыча в современных условиях

Популярная механика
Деньги из вакуума: как завлечь инвесторов в космос Деньги из вакуума: как завлечь инвесторов в космос

Почему роль государств в проектах, связанных с космосом, остается главной

Forbes
Опасный гном Опасный гном

6Г30 – ручной револьверный 6-зарядный 40-мм гранатомет

Популярная механика
Пенн Бэджли: «До роли Дэна Хамфри все считали меня хорошим парнем» Пенн Бэджли: «До роли Дэна Хамфри все считали меня хорошим парнем»

О Бэджли никто не слышал со времен «Сплетницы» до сентября 2018 года

GQ
Что не так с литературными премиями Что не так с литературными премиями

В чем по-настоящему нуждается отечественная книжная индустрия

Эксперт
Люди в черном Люди в черном

Дизайнер Грег Натале построил семейный дом, больше похожий на ночной клуб

AD
Байкер-революционер Байкер-революционер

Самая негероическая биография Че Гевары — история не революции, но дружбы

Дилетант
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
Открыть в приложении