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

Большие самолеты, большие данные Большие самолеты, большие данные

В этом году концерну Airbus исполнилось 50 лет

Популярная механика
Елена Летучая: Очень хочу детей! Елена Летучая: Очень хочу детей!

О своих планах, мечтах и семейном счастье телеведущая рассказала «Лизе»

Лиза
Незастывающее слово Незастывающее слово

Языку так тяжело в тисках учебников и словарей

Популярная механика
Роковая женщина Роковая женщина

Она видела Цоя. Как Джоанна Стингрей привезла русский рок в Америку

GQ
Пламенные моторы будущего Пламенные моторы будущего

Интервью с генеральным директором ЦИАМ Михаилом Гординым

Популярная механика
Почему работа в госсекторе — это «новый черный» Почему работа в госсекторе — это «новый черный»

Почему работа в госсекторе — это «новый черный»

Forbes
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
7 причин, почему ты не можешь похудеть, даже когда очень сильно стараешься 7 причин, почему ты не можешь похудеть, даже когда очень сильно стараешься

Что может быть причиной того, что вес не уходит?

Playboy
Ударные стройки науки Ударные стройки науки

Национальный научный фонд (NSF) опубликовал детальную статистику за 2016 год

Популярная механика
Три сестры Три сестры

Сестры-музыканты из лос-анджелесского трио Haim

Vogue
Выход дракона Выход дракона

Впервые в истории лидером по количеству космических запусков станет Китай

Популярная механика
Почему IT-безопасность важна именно сейчас? Почему IT-безопасность важна именно сейчас?

Как действуют преступники, и на что обратить внимание при онлайн-шопинге.

CHIP
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Реклама для умных: как ретейл использует технологии в борьбе за покупателя Реклама для умных: как ретейл использует технологии в борьбе за покупателя

В будущем в мире будет меньше рекламы, но только визуально

Forbes
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
В каких ресторанах Нью-Йорка стоит греться между показами Недели моды В каких ресторанах Нью-Йорка стоит греться между показами Недели моды

Самые подходящие места для ужинов и вечеринок

Vogue
Кубик Осипова Кубик Осипова

Самая ожидаемая и самая крутая головоломка десятилетия

Популярная механика
13 фильмов, похожих на «День сурка» 13 фильмов, похожих на «День сурка»

Идея переживать один день снова и снова в кинематографе очень популярна

Maxim
Один домa Один домa

Многозарядный гранатомет ГМ-94

Популярная механика
Люди с интересом Люди с интересом

Московские коллекционеры, отдающиеся своему занятию с увлечением и знанием дела

Robb Report
Метательные планеры Метательные планеры

Один из самых молодых видов авиамодельного спорта

Популярная механика
25 дел, которые не стоит доводить до конца 25 дел, которые не стоит доводить до конца

Иногда заключительный аккорд может испортить всю песню

Maxim
100 самых сексуальных женщин страны 100 самых сексуальных женщин страны

100 самых сексуальных женщин страны

Maxim
Знаменитости о любимых моментах с Карлом Лагерфельдом Знаменитости о любимых моментах с Карлом Лагерфельдом

Трогательные воспоминания звезд о моментах с Карлом Лагерфельдом

Vogue
С места наверх С места наверх

Настоящая история человека, который первым на Земле просто взял и полетел

Популярная механика
Что можно сделать с одним носком? Не поверишь, много чего! 13 полезных идей Что можно сделать с одним носком? Не поверишь, много чего! 13 полезных идей

Не спеши выбрасывать носки, оставшиеся без пары: они еще могут пригодиться!

Playboy
Российская космическая яхта: взлет через пять лет? Российская космическая яхта: взлет через пять лет?

"Космическая яхта Селена" будет совершать суборбитальные полеты

Популярная механика
Мы уже выбрали лучшие политические триллеры 2019 года Мы уже выбрали лучшие политические триллеры 2019 года

Два фильма о конфликте гражданина и государства

GQ
Не кремом единым: 3 способа деликатного ухода за лицом Не кремом единым: 3 способа деликатного ухода за лицом

Как оставаться свежей и юной без инъекций и мощных бьюти-средств

Cosmopolitan
Под сенью сакуры в цвету Под сенью сакуры в цвету

«Вокруг света» поговорил с гейшей и многое понял о мудрости традиций

Вокруг света
Открыть в приложении