Кто бы мог подумать генеративный дизайн

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 и читайте статьи из популярных журналов

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Ситроен был прав Ситроен был прав

В 1919 году Андре Ситроен основал автомобильную компанию

Популярная механика, июнь'19
Скрытая угроза Скрытая угроза

«Вокруг света» изучает привычные вещи более пристально

Вокруг света, июль'19
Уральца, которому за спасение детей из пожара подарили огнетушитель, выселили из дома вместе с семьёй Уральца, которому за спасение детей из пожара подарили огнетушитель, выселили из дома вместе с семьёй

Житель Екатеринбурга Геворг Аветисян в январе спас из горящего дома двоих детей

Maxim, февраль'19
10 российских исполнителей, которые попали в зарубежные чарты 10 российских исполнителей, которые попали в зарубежные чарты

Наши люди наконец стали регулярно красоваться в зарубежных хит-парадах

Maxim, февраль'19
Время выбрасывать камни Время выбрасывать камни

Каждое упущение, словно увесистый камень, отягощает твою поклажу, лишая тебя сил

Лиза, февраль'19
Очень старый и очень холодный: обнаружен загадочный белый карлик Очень старый и очень холодный: обнаружен загадочный белый карлик

Открытие может привести к пересмотру текущих моделей об эволюции звездных систем

National Geographic, февраль'19
Как следить за человеком Как следить за человеком

Советы по слежке дает Лерой Панек, автор книги «Законы Пинкертона на практике»

Maxim, февраль'19
Нарушаем? Нарушаем?

Штрафы для автомобилистов: как, не выходя из дома, проверить, оспорить, оплатить

Лиза, февраль'19
Всё под контролем Всё под контролем

Что происходит с современным телевидением? Версия Владимира Познера

Story, март'19
Официально: Македония сменила название Официально: Македония сменила название

Официально: Македония сменила название

National Geographic, февраль'19
Кто, как и зачем носит новый жилет Louis Vuitton Кто, как и зачем носит новый жилет Louis Vuitton

Кто, как и зачем носит новый жилет Louis Vuitton

GQ, февраль'19
Соло Соло

Как Алекс Хоннолд без страховки забрался по отвесной скале Эль-Капитан

National Geographic, март'19
100 самых стильных 100 самых стильных

50 самых стильных 2019. International

GQ, март'19
Игра престола Игра престола

В один из дней 927 года в Вечном городе снова было неспокойно

Вокруг света, март'19
Кошмарный сон Актера Фролова Кошмарный сон Актера Фролова

Как бездомные выживают в московском лесу

Русский репортер, февраль'19
«Формула-1»: как поменять шины за 2 секунды «Формула-1»: как поменять шины за 2 секунды

Рассказываем, как команды проводят пит-стопы

GQ, февраль'19
Продолжение следует Продолжение следует

Как продлить свою жизнь уже сейчас

Men’s Health, март'19
Уж я позабочусь! Уж я позабочусь!

Почему любовники иногда превращаются в родителей или надзирателей

Cosmopolitan, март'19
Шут богов или бог шутки? Шут богов или бог шутки?

Король юмора Михаил Жванецкий победил старую власть и обнялся с новой

Story, март'19
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика, март'19
Porsche 911 Porsche 911

Мистический дар, передаваемый от одного поколения Porsche 911 к другому

Quattroruote, март'19
Клеманс Поэзи Клеманс Поэзи

Клеманс Поэзи о новой роли амбассадора линии Benefiance, Shiseido

Elle, март'19
Полеты наяву Полеты наяву

Иван Янковский в фильме «Завод» режиссера Юрия Быкова

OK!, февраль'19
Любой ценой Любой ценой

Мария Распутина выгнала мужа из дома

StarHit, февраль'19
Игра преображения Игра преображения

Кристиан Бейл изменился до неузнаваемости и стал главным фаворитом «Оскара»

Glamour, март'19
Роскосмос отправит двух туристов по Роскосмос отправит двух туристов по

Роскосмос и Space Adventures сотрудничают в области космического туризма

National Geographic, февраль'19
Три сестры Три сестры

Сестры-музыканты из лос-анджелесского трио Haim

Vogue, март'19
Nissan Qashqai Nissan Qashqai

40-сильный бензиновый мотор 1.3 DIG-T – главный козырь обновленного кроссовера

Quattroruote, март'19
Остался человеком Остался человеком

Актер Кристоф Вальц спокойно относится к научному прогрессу

Grazia, февраль'19
Eighteen: «План Б появляется только у тех, кто сомневается в своем деле» Eighteen: «План Б появляется только у тех, кто сомневается в своем деле»

Eighteen: «План Б появляется только у тех, кто сомневается в своем деле»

GQ, февраль'19