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
Благовоительницы Благовоительницы

Актриса, блогер, художница и предпринимательница делают модной борьбу за добро

Vogue
Дом во льдах Дом во льдах

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

Популярная механика
Учись работать: VR и онлайн меняют представление об образовании Учись работать: VR и онлайн меняют представление об образовании

Сегодня все компании вкладываются в обучение кадров

Forbes
Брат небесный, брат земной Брат небесный, брат земной

NASA исследует близнецов: астронавта и его брата, оставшегося на Земле

Популярная механика
Kia K900. Большой мальчик Kia K900. Большой мальчик

Kia K900. Что новый флагман готов противопоставить конкурентам?

АвтоМир
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Виктория Бекхэм о запуске собственного YouTube-канала и бьюти-бренда Виктория Бекхэм о запуске собственного YouTube-канала и бьюти-бренда

Дизайнер рассказала Vogue о том, над какими средствами работает

Vogue
Выход дракона Выход дракона

Впервые в истории лидером по количеству космических запусков станет Китай

Популярная механика
Байкер-революционер Байкер-революционер

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

Дилетант
Игра на миллиарды Игра на миллиарды

Игры с вирусом. Моделирование глобальной пандемии

Популярная механика
Раздел имущества Раздел имущества

Сравнительный тест Lada XRay Cross и Renault Sandero Stepway

АвтоМир
Человек и аромат Человек и аромат

Что мы знаем о природе парфюмерных композиций

Популярная механика
Потеря близкого: как жить дальше? Потеря близкого: как жить дальше?

Всем нам однажды приходится переживать потерю близких

Psychologies
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
«Формула-1»: самые крутые трассы «Формула-1»: самые крутые трассы

За какими гонками стоит следить особенно пристально

GQ
Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты

Исследования выявили ряд интересных фактов, связанных с кофеином

Psychologies
Маленькая жизнь Маленькая жизнь

Артисты могут позволить себе расслабиться

OK!
Куда поедем? Куда поедем?

Есть веская причина, по которой кабины лифта не останавливаются на твоем этаже

Популярная механика
Технологии, которые подарят счастье: как искусственный интеллект изменит жизнь компаний Технологии, которые подарят счастье: как искусственный интеллект изменит жизнь компаний

Автоматизация процессов и «человеческая аналитика» помогут стать эффективнее

Forbes
Земля переезжает Земля переезжает

Когда Солнце начнет затухать, корабль «Земля» уже прибудет к новой звезде

Популярная механика
«Измените речь — изменится жизнь» «Измените речь — изменится жизнь»

Как с помощью синквейнов, страшилок и слов избавиться от негативных состояний

Psychologies
Мыльные пузыри Мелоди Янг Мыльные пузыри Мелоди Янг

Мелоди Янг всю жизнь посвятила мыльным пузырям

Популярная механика
Революция Риз Революция Риз

От блондинки в законе — до многодетной матери, активистки и бизнес-леди

Vogue
Ветер в руках Ветер в руках

Самый модный вид спорта этого лета — вингфойлинг, или вингсерфинг

Популярная механика
Следите за собой Следите за собой

Чтобы превратить гаджет в шпионское оборудование, хакеру нужно каких-то 10 минут

Glamour
Гендерные стереотипы: компетентность равна мужественности? Гендерные стереотипы: компетентность равна мужественности?

Почему мы связываем мужественность с компетентностью?

Psychologies
Британские школы: где дороже, а где лучше Британские школы: где дороже, а где лучше

Как читать рейтинги британского образования

Forbes
Добро пожаловаться Добро пожаловаться

Антонина Козлова раскрывает секрет конструктивного нытья

Cosmopolitan
Опять русский след Опять русский след

Форбс-шахматист Андрей Филатов приучает Запад уважать Россию

Tatler
Открыть в приложении