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

Лунный заяц, картофель и звезды Лунный заяц, картофель и звезды

Китайская миссия Chang’e 4 – первая на обратной стороне луны

Популярная механика
Приключения Чеболя в России Приключения Чеболя в России

Samsung сам начал продавать смартфоны в интернете. Не поздно ли?

Forbes
Шепот, который убивает Шепот, который убивает

Ни одна винтовка не способна проделывать такие трюки и оставлять такие отверстия

Популярная механика
Продаем мозги без бренда Продаем мозги без бренда

Экспорт российского программного обеспечения динамично растет

Эксперт
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Пиво: польза и вред для мужчин (2 «за» и 10 «против» напитка богов) Пиво: польза и вред для мужчин (2 «за» и 10 «против» напитка богов)

Пиво: польза и вред для мужчин (2 «за» и 10 «против» напитка богов)

Playboy
Карта дня беспилотника Карта дня беспилотника

Как города России готовятся к появлению беспилотных автомобилей

Популярная механика
Выбирать любовь Выбирать любовь

Снатам Каур – о музыке, мантрах и о том, что в жизни самое главное

Yoga Journal
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Сколько стоит ваше время? Сколько стоит ваше время?

Как научиться ценить свои усилия и почему часы и минуты дороже рублей?

Psychologies
«Голиаф», строитель танкеров «Голиаф», строитель танкеров

Одна из самых больших промышленных машин на Земле

Популярная механика
Глава Пенсионного фонда: «За время работы в фонде мои жилищные условия не улучшились» Глава Пенсионного фонда: «За время работы в фонде мои жилищные условия не улучшились»

Как ПФР относится к разработке системы индивидуального пенсионного капитала

Forbes
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Сквозь пальцы. Пять главных ошибок банков в сфере кибербезопасности Сквозь пальцы. Пять главных ошибок банков в сфере кибербезопасности

В представлении многих людей банк — это безоговорочный синоним защищенности

Forbes
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
12 советов, как провести февраль с пользой 12 советов, как провести февраль с пользой

Февраль — самый депрессивный зимний месяц

Psychologies
Оградить и уничтожить Оградить и уничтожить

Геохимические барьеры – средство защиты природы от человеческой деятельности

Популярная механика
Кошмарный сон Актера Фролова Кошмарный сон Актера Фролова

Как бездомные выживают в московском лесу

Русский репортер
Знай наших Знай наших

Уникальные достижения отечественных ученых

Популярная механика
Каким был Александр Маккуин: воспоминания близких и режиссеров, снявших о дизайнере фильм Каким был Александр Маккуин: воспоминания близких и режиссеров, снявших о дизайнере фильм

Esquire составил портрет великого дизайнера Александра Маккуина

Esquire
Самый красивый конструктор Самый красивый конструктор

Денис Охрименко делает «самый красивый конструктор в мире»

Популярная механика
Узнать, о чем шепчут горы Узнать, о чем шепчут горы

Место на юге Франции, от одного вида которого заряжаются внутренние батарейки

Psychologies
Полет над красной пустыней Полет над красной пустыней

Инопланетная авиация возможна, вот только аппараты придется сделать специальными

Популярная механика
6 вопросов, которые мать должна задать дочери 6 вопросов, которые мать должна задать дочери

Как помочь своей дочери найти правильное решение

Psychologies
Настоящий полковник Настоящий полковник

Строительный и вещевой рынки сделали Владимира Лещикова миллиардером

Forbes
Алек Бенджамин: «Пока ни с кем не расставался песней» Алек Бенджамин: «Пока ни с кем не расставался песней»

Алек Беджамин – идеальный кандидат на звание нового героя поп-акустики

Cosmopolitan
Volvo XC90: долговечный наш Volvo XC90: долговечный наш

Запас прочности Volvo XC90

АвтоМир
Porsche Panamera Sport Turismo Porsche Panamera Sport Turismo

Porsche Panamera Sport Turismo. Какой из него универсал?

Quattroruote
Зачем зебре полоски? Ученые 150 лет бились над разгадкой и нашли ответ Зачем зебре полоски? Ученые 150 лет бились над разгадкой и нашли ответ

Оказалось, нам есть чему поучиться у зебр!

Playboy
«Сделайте глубокий вдох»: как это работает «Сделайте глубокий вдох»: как это работает

В чем преимущества глубокого дыхания?

Psychologies
Открыть в приложении