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

Небо для катамаранов Небо для катамаранов

Современные самолеты построены по так называемой нормальной схеме

Популярная механика
Все супергерои, которые появятся в новых «Мстителях» Все супергерои, которые появятся в новых «Мстителях»

Все супергерои, которые появятся в новых «Мстителях»

Maxim
Мусор и ветер Мусор и ветер

Каждый из нас производит сотни килограммов отходов в год

Популярная механика
Тоска как средство от тоски Тоска как средство от тоски

Почему музыка и пение спасают от падения

Русский репортер
Сон разумов Сон разумов

Гибернация – одна из ключевых технологий для пилотируемых экспедиций в космос

Популярная механика
Маленькая жизнь Маленькая жизнь

Артисты могут позволить себе расслабиться

OK!
Шепот, который убивает Шепот, который убивает

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

Популярная механика
Звезда сериала «Папины дочки» закрутила роман с фигуристом Звезда сериала «Папины дочки» закрутила роман с фигуристом

Катя Старшова встречается со своим партнером по фигурному катанию

Cosmopolitan
Ракетный маневр Ракетный маневр

С S7 Space связывают надежды на развитие отечественной частной космонавтики

Популярная механика
7 вещей, которые она делает, пока тебя нет дома (инфа 100%) 7 вещей, которые она делает, пока тебя нет дома (инфа 100%)

Как только вы выходите из дома, все превращается в сюр для мужского мира

Playboy
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
«Хватит это терпеть!» или Как побороть агрессию партнера? «Хватит это терпеть!» или Как побороть агрессию партнера?

Многие женщины сталкиваются с проблемой негативного отношения со стороны мужчины

Psychologies
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
Задом наперед: страпон, мужчина и женское доминирование Задом наперед: страпон, мужчина и женское доминирование

Пеггинг — как сделать все правильно и так, чтобы никто не пожалел?

Cosmopolitan
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Интервью с девушкой, продающей свои фото. Сколько это стоит, и кто покупает? Интервью с девушкой, продающей свои фото. Сколько это стоит, и кто покупает?

Почему продажа фото всё еще актуальна, и кто готов платить за нескромные селфи

Playboy
Выдуманная природа Рогана Брауна Выдуманная природа Рогана Брауна

Роган Браун создает из бумаги огромные колонии вымышленных микробов

Популярная механика
Сергей Полунин Сергей Полунин

Правила жизни танцовщика и актера Сергея Полунина

Esquire
Стрельба втемную Стрельба втемную

Эта история российского стрелка Влада Лобаева началась с ролика на Youtube

Популярная механика
Конец советского феномена: почему дачи оказываются «вне закона» Конец советского феномена: почему дачи оказываются «вне закона»

В СССР от 25% до 35% семей имели садовые участки

Forbes
Нечеловеческая еда Нечеловеческая еда

Как делают сухой корм для животных

Популярная механика
Под сенью сакуры в цвету Под сенью сакуры в цвету

«Вокруг света» поговорил с гейшей и многое понял о мудрости традиций

Вокруг света
Операция «Антимозг» Операция «Антимозг»

О вреде умственного напряжения и творческой пользе бездумного существования

Maxim
Расстаться, чтобы жить: почему мы разводимся Расстаться, чтобы жить: почему мы разводимся

Смотрим на развод глазами «отступников»

Psychologies
Передел Европы Передел Европы

Демонстрации неколебимого единства и согласия в Потсдаме явно не получилось

Дилетант
41 «нет», которое сделает вас счастливее 41 «нет», которое сделает вас счастливее

41 «нет», которое сделает вас счастливее

Psychologies
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
Как реклама заставляет нас есть Как реклама заставляет нас есть

Сила рекламы действительно очень велика и нам сложно ей противостоять

Psychologies
Яна Кошкина: «Все девушки тщательно скрывают, что выносят мозг своим мужчинам» Яна Кошкина: «Все девушки тщательно скрывают, что выносят мозг своим мужчинам»

Интервью с актрисой Яной Кошкиной

Cosmopolitan
Как сокращение клиник пластической хирургии скажется на российском рынке Как сокращение клиник пластической хирургии скажется на российском рынке

На рынке пластической хирургии радикальные перемены

СНОБ
Открыть в приложении