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

Мусор и ветер Мусор и ветер

Каждый из нас производит сотни килограммов отходов в год

Популярная механика
Вот будет лето – поедем на дачу Вот будет лето – поедем на дачу

Зачем нам дача?

Psychologies
Без конвоя Без конвоя

Калифорнийский стартап строит грузовые дроны для полетов на все континенты

Популярная механика
Все возрасты покорны Все возрасты покорны

Звезды вспоминают первую любовь

StarHit
Выход дракона Выход дракона

Впервые в истории лидером по количеству космических запусков станет Китай

Популярная механика
Соцсеть — находка для шпиона. Почему Госдума запрещает солдатам интернет Соцсеть — находка для шпиона. Почему Госдума запрещает солдатам интернет

Геолокация в соцсетях позволяла определять военные операции за пределами страны

Forbes
Третий путь атомной энергетики Третий путь атомной энергетики

В Курчатовском институте завершается модернизация токамака Т-15

Популярная механика
Воспитать мужчину Воспитать мужчину

Как не перегнуть палку и достичь баланса в воспитании сына

Лиза
Дом во льдах Дом во льдах

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

Популярная механика
10 вопросов к отоларингологу 10 вопросов к отоларингологу

Мы обсудили самые распространенные лор-проблемы с врачом

Добрые советы
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Когда любовь сильнее смерти: беда, которая не разбила семью Когда любовь сильнее смерти: беда, которая не разбила семью

Подопечная Фонда борьбы с лейкемией была на грани жизни и смерти больше года

Cosmopolitan
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Прекрасен их союз Прекрасен их союз

Последние несколько недель все только и говорят об Эмили Блант!

Grazia
Человек и аромат Человек и аромат

Что мы знаем о природе парфюмерных композиций

Популярная механика
7 причин, почему вы не можете уснуть 7 причин, почему вы не можете уснуть

7 вопросов, которые стоит задать себе сегодня вечером

Psychologies
Вирусы против людей: хроника вечной войны Вирусы против людей: хроника вечной войны

Афинская чума, черная смерть, испанка, СПИД и другие эпидемии человечества

Дилетант
Мадс Миккельсен: «Даже в отъявленных негодяях всегда есть что-то человеческое» Мадс Миккельсен: «Даже в отъявленных негодяях всегда есть что-то человеческое»

Почему Мадс Миккельсен решил отойти от амплуа злодея?

Cosmopolitan
Марсианские хроники 2020 Марсианские хроники 2020

Для межпланетарной космонавтики будущее лето станет особенно жарким

Популярная механика
Опытным путем Опытным путем

Набивать шишки в отношениях нормально

Лиза
Дроны в погоне за картой Дроны в погоне за картой

Человечество до сих пор не составило полную карту своей собственной планеты

Популярная механика
Ничья с осадком Ничья с осадком

Акио Кавато о том, как оценивать российско-японский диалог

Огонёк
Рисующие роботы Пиндара ван Армана Рисующие роботы Пиндара ван Армана

Может ли робот стать художником

Популярная механика
Опять русский след Опять русский след

Форбс-шахматист Андрей Филатов приучает Запад уважать Россию

Tatler
Разные гвозди Джона Бисби Разные гвозди Джона Бисби

Уверенной рукой художник сплетает самые разнообразные гвозди

Популярная механика
Тест и обзор Asus ROG Zephyrus S GX531GM-ES037T: дизайн как главный плюс Тест и обзор Asus ROG Zephyrus S GX531GM-ES037T: дизайн как главный плюс

Asus ROG Zeryphus S GX531GM-ES037T нас разочаровал

CHIP
Как начать разбираться в современном искусстве (и заработать на нем)? Как начать разбираться в современном искусстве (и заработать на нем)?

Основательница NIKOLSKAYA GALLERY о том, как полюбить современное искусство

Cosmopolitan
Как повысить либидо у женщин: 8 надежных способов (не перестарайся!) Как повысить либидо у женщин: 8 надежных способов (не перестарайся!)

Что делать, если у нее постоянно болит голова?

Playboy
Раздражающий рост Раздражающий рост

Что на самом деле сделал Росстат с данными по ВВП и почему ему никто не поверил

Эксперт
8 марта с единственным концертом в Москве выступит 72-летняя Сюзан Чани 8 марта с единственным концертом в Москве выступит 72-летняя Сюзан Чани

Сюзан Чани продолжает выступать и приедет в столицу с модульным синтезатором

Cosmopolitan
Открыть в приложении