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

Сон разумов Сон разумов

Гибернация – одна из ключевых технологий для пилотируемых экспедиций в космос

Популярная механика
Приправы и соусы: какие не обязательно хранить в холодильнике Приправы и соусы: какие не обязательно хранить в холодильнике

Приправы и соусы: какие не обязательно хранить в холодильнике

Maxim
Удар с небес Удар с небес

Javelin считают наиболее совершенным легким средством против бронетехники

Популярная механика
В новом свете В новом свете

Рами Малек — номинант на «Оскар» и самый стильный иностранец по версии GQ

GQ
Карта дня беспилотника Карта дня беспилотника

Как города России готовятся к появлению беспилотных автомобилей

Популярная механика
Нога Акинфеева в подарок. Как компания Firecup находит клиентов среди чиновников и участников списка Forbes Нога Акинфеева в подарок. Как компания Firecup находит клиентов среди чиновников и участников списка Forbes

Заказ правительства Москвы помог компании Firecup стать заметной на рынке

Forbes
Человек и аромат Человек и аромат

Что мы знаем о природе парфюмерных композиций

Популярная механика
Ниже пояса: 6 запретных фраз при расставании (ты же не хочешь ее добить?) Ниже пояса: 6 запретных фраз при расставании (ты же не хочешь ее добить?)

Ни в коем случае не произноси эти фразы!

Playboy
Полeтит ли «черное» крыло? Полeтит ли «черное» крыло?

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

Популярная механика
Прекрасен их союз Прекрасен их союз

Последние несколько недель все только и говорят об Эмили Блант!

Grazia
Ударные стройки науки Ударные стройки науки

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

Популярная механика
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
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Минпромторг предложил вернуть в города ларьки и киоски Минпромторг предложил вернуть в города ларьки и киоски

Минпромторг предложил вернуть в города ларьки и киоски

Forbes
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Закон противоположностей Закон противоположностей

Сравнительный тест Mazda CX-5 и Ford Kuga

АвтоМир
Пластмассовая армия Пластмассовая армия

Сборные модели с высокой степенью детализации и технической достоверности

Популярная механика
Как делать «это» когда у нее «эти» дни? 9 спасительных и советов и лайфхаков Как делать «это» когда у нее «эти» дни? 9 спасительных и советов и лайфхаков

Нет, нет никаких барьеров!

Playboy
Сунгирь: взгляд из прошлого Сунгирь: взгляд из прошлого

Благодаря 3D анимации мы увидели людей, живших 30 тысяч лет назад

National Geographic
Роскошь коралла Роскошь коралла

Как добавить в интерьер самый модный оттенок года – живой коралл

Лиза
Возвращение «Индейца» Возвращение «Индейца»

Прошлое и настоящее мотоцикла Indian

Популярная механика
Процессоры в смартфонах: какой круче? Процессоры в смартфонах: какой круче?

На какие CPU стоит ориентироваться, чтобы не переплачивать

CHIP
Миры миров Миры миров

Как стать президентом в мультивселенной

Популярная механика
Между величием и тупиком. Что сказал Трамп в послании «граду и миру» Между величием и тупиком. Что сказал Трамп в послании «граду и миру»

Риторику президента можно считать заделом на избирательную кампанию — 2020

Forbes
Восток и его обитатели Восток и его обитатели

В озере Восток под ледовым щитом Антарктиды есть жизнь

Популярная механика
Чем заняться в Сочи в ожидании ужинов в рамках фестиваля Ikra 2019? Чем заняться в Сочи в ожидании ужинов в рамках фестиваля Ikra 2019?

Фестивальный гид GQ по главному курорту страны

GQ
Маттео Гарроне: «Иногда я не уверен в себе» Маттео Гарроне: «Иногда я не уверен в себе»

Режиссер Маттео Гарроне о своих слабостях и кинонаградах

GQ
Александр Шохин: «Токсичность российского бизнеса стала очевидной» Александр Шохин: «Токсичность российского бизнеса стала очевидной»

Глава РСПП — о том, как крупный бизнес воспринимает санкции США

Forbes
Как Россия и США заполняли таблицу Менделеева Как Россия и США заполняли таблицу Менделеева

Как Россия и США заполняли таблицу Менделеева

Forbes
Чтоб я так жил! Чтоб я так жил!

Во что знаменитости инвестируют многомиллионные гонорары

Grazia
Открыть в приложении