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

Техпарад Техпарад

Новости мира науки

Популярная механика
Антон Пинский — о работе с Аркадием Новиковым и состоянии ресторанного бизнеса Антон Пинский — о работе с Аркадием Новиковым и состоянии ресторанного бизнеса

Esquire обсудил с Антоном Пинским тонкости ресторанного бизнеса

Esquire
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
Как выжить в режиме цейтнота? Как выжить в режиме цейтнота?

Юрий Башмет о том, как выбраться из-под завала дедлайнов

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

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

Популярная механика
Жить с хронической болезнью: 7 рекомендаций Жить с хронической болезнью: 7 рекомендаций

Привычный ход жизни каждого из нас может измениться в одночасье

Psychologies
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
И за ребенком смотрит, и на мужа заглядывается И за ребенком смотрит, и на мужа заглядывается

История нашей читательницы о печальном опыте с няней

Лиза
Шепот, который убивает Шепот, который убивает

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

Популярная механика
Новый «Титаник» отправится в плавание через три года Новый «Титаник» отправится в плавание через три года

На создание копии Титаника потребовалось больше 10 лет и $500 млн

Forbes
«Голиаф», строитель танкеров «Голиаф», строитель танкеров

Одна из самых больших промышленных машин на Земле

Популярная механика
Сказка – ложь Сказка – ложь

Что на самом деле скрывается за красивыми легендами и романтическими историями

Лиза
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Как прокачать память, работая с телом? Как прокачать память, работая с телом?

Отличный повод прокачать когнитивные функции

Psychologies
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Газпромбанк разъяснил ситуацию со счетами венесуэльской PDVSA Газпромбанк разъяснил ситуацию со счетами венесуэльской PDVSA

Газпромбанк разъяснил ситуацию со счетами венесуэльской PDVSA

Forbes
Диван желаний Диван желаний

Татьяна Бабенкова из сериала и фильма «Полицейский с Рублевки»

Maxim
Пабло Эскобар XXI века: что известно о наркобароне Эль Чапо и почему его не могли поймать двадцать лет Пабло Эскобар XXI века: что известно о наркобароне Эль Чапо и почему его не могли поймать двадцать лет

Что известно о наркобароне Эль Чапо и почему его не могли поймать двадцать лет

Esquire
Разные гвозди Джона Бисби Разные гвозди Джона Бисби

Уверенной рукой художник сплетает самые разнообразные гвозди

Популярная механика
Невидимка с искусственным интеллектом: истребитель Mitsubishi X-2 Невидимка с искусственным интеллектом: истребитель Mitsubishi X-2

Невидимка с искусственным интеллектом: истребитель Mitsubishi X-2

Популярная механика
Пистолет Лебедева Пистолет Лебедева

Новинка концерна «Калашников» – пистолет Лебедева ПЛ-15

Популярная механика
5 тракторов от Porsche и Lamborghini 5 тракторов от Porsche и Lamborghini

Что вы знаете о тракторах Lamborghini? А о трактора Porsche?

Популярная механика
Полулежа в полумраке Полулежа в полумраке

Во время фотосессии Юлия Подозерова открылась с новой неожиданной стороны

Maxim
По букве закона По букве закона

Труднее всего экс-супругам договориться по вопросам, связанным с детьми

StarHit
Мыльные пузыри Мелоди Янг Мыльные пузыри Мелоди Янг

Мелоди Янг всю жизнь посвятила мыльным пузырям

Популярная механика
От ММА до муай-тая: каким боевым искусством лучше заняться для самообороны От ММА до муай-тая: каким боевым искусством лучше заняться для самообороны

Ну что, хочешь быть самым крутым парнем на районе?

Playboy
ЦРУ обнаружило мистификацию при демонстрации российской ракеты ЦРУ обнаружило мистификацию при демонстрации российской ракеты

Демонстрация крылатой ракеты 9М729 была мистификацией

Forbes
Andaz дебютирует в Германии Andaz дебютирует в Германии

Гостиничная корпорация Hyatt объявила об открытии первого отеля Andaz в Германии

Cosmopolitan
Дети не вредят карьере женщины. Это делают мужчины Дети не вредят карьере женщины. Это делают мужчины

Пора перестать винить матерей в проблемах, созданных отцами

Psychologies
14 отличных французских комедий XXI века, которые ты мог пропустить 14 отличных французских комедий XXI века, которые ты мог пропустить

Фильмы, которые прекрасны тем, что их можно смотреть, когда надоело уже все

Maxim
Открыть в приложении