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

Танки против крепостей Танки против крепостей

Миф об уничтоженных танковых армиях на улицах Берлина

Популярная механика
Лоно природы: 8 женских скульптур Лоно природы: 8 женских скульптур

Художники всех эпох воспевают красоту женского тела

Вокруг света
Мир Дикого Востока Мир Дикого Востока

Как в Китае рождается медицина будущего

Популярная механика
Как общаться с девушкой в «ВК»: темы для разговоров, лайфхаки и ошибки Как общаться с девушкой в «ВК»: темы для разговоров, лайфхаки и ошибки

Проверь привлекательность своего профиля

Playboy
Инфекция жизни Инфекция жизни

Направленная панспермия в вопросах и ответах

Популярная механика
Британские школы: где дороже, а где лучше Британские школы: где дороже, а где лучше

Как читать рейтинги британского образования

Forbes
Орбитальные ломы Орбитальные ломы

Сверхтяжелые ракеты SpaceX могут стать носителем первого легального оружия

Популярная механика
Опытным путем Опытным путем

Набивать шишки в отношениях нормально

Лиза
Нобелевский практикум Нобелевский практикум

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

Популярная механика
Точка сбора Точка сбора

Как правильно подобрать комплектацию и габариты фургона под конкретные задачи

Quattroruote
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Тарифная зона: как платят за подземку в крупнейших городах мира Тарифная зона: как платят за подземку в крупнейших городах мира

Московский метрополитен заказал разработку новой билетной системы

Forbes
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
История с географией История с географией

Дизайнер Хайме Берьестайн организовал в барселонской квартире настоящий Париж

AD
Человек и аромат Человек и аромат

Что мы знаем о природе парфюмерных композиций

Популярная механика
Renault Logan Stepway Renault Logan Stepway

Седан обещает «новые эмоции в привычном укладе жизни»

Quattroruote
Симулятор войны Симулятор войны

Современные дети не играют в войну, зато в нее играют их родители

Популярная механика
Огнем, железом и продуктами: проверяем кухни на прочность Огнем, железом и продуктами: проверяем кухни на прочность

Огнем, железом и продуктами: проверяем кухни на прочность

Популярная механика
10 арктических машин 10 арктических машин

Десять достойных упоминания арктических вездеходов

Популярная механика
Инновации в жанре me too: почему Россия застряла среди стран, штампующих дженерики Инновации в жанре me too: почему Россия застряла среди стран, штампующих дженерики

В США бывшие сотрудники фармы помогают взращивать биотехнологические стартапы

Forbes
Надо грязи! Надо грязи!

У шамана есть бубен. Три двери у хетчбэка. Восемь колес у БТР

Популярная механика
Уж я позабочусь! Уж я позабочусь!

Почему любовники иногда превращаются в родителей или надзирателей

Cosmopolitan
_Не музыка еще, уже не шум _Не музыка еще, уже не шум

Как научить машину сочинять музыку и писать картины

Популярная механика
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
Польша между двух рек и трёх спичек Польша между двух рек и трёх спичек

Как Большая тройка определяла границы, статус и политическое устройство Польши

Дилетант
Все врут. Почему люди считают власть лгуньей Все врут. Почему люди считают власть лгуньей

Почему россияне не доверяют чиновникам?

Forbes
Скинут десяточку? Скинут десяточку?

Обосновано ли снижение нештрафуемого порога превышения скорости

АвтоМир
Февраль — Месяц кино в лектории «Синхронизации» Февраль — Месяц кино в лектории «Синхронизации»

Образовательный проект по истории и теории кинематографа — Месяц кино

Cosmopolitan
Своя стихия Своя стихия

Интерьер дома в Калининграде — минималистично, функционально и иронично

SALON-Interior
Сказка о стройке Сказка о стройке

Женщины-архитекторы о том, какой должна быть идеальная сумка

Vogue
Открыть в приложении