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

Восток и его обитатели Восток и его обитатели

В озере Восток под ледовым щитом Антарктиды есть жизнь

Популярная механика
Испытание огнем: как SpaceX готовит корабль Незнайки к полету на Луну Испытание огнем: как SpaceX готовит корабль Незнайки к полету на Луну

Испытание огнем: как SpaceX готовит корабль Незнайки к полету на Луну

Forbes
Креативная глубинка Креативная глубинка

Сердце концерна IКЕА, ворочающего миллиардами, находится в глухой провинции

Популярная механика
Почему работа в госсекторе — это «новый черный» Почему работа в госсекторе — это «новый черный»

Почему работа в госсекторе — это «новый черный»

Forbes
Броня легка Броня легка

Алюминиевые сплавы давно и прочно обосновались на бронемашинах

Популярная механика
Энн Хэтауэй Энн Хэтауэй

Кажется, Энн Хэтауэй целиком состоит из удач и свершений

Psychologies
Ударные стройки науки Ударные стройки науки

Национальный научный фонд (NSF) опубликовал детальную статистику за 2016 год

Популярная механика
Недорогие смартфоны с хорошей камерой и аккумулятором: подборка CHIP Недорогие смартфоны с хорошей камерой и аккумулятором: подборка CHIP

Подборка смартфонов до 5000 рублей, которые умеют делать неплохие фото

CHIP
Ракетный маневр Ракетный маневр

С S7 Space связывают надежды на развитие отечественной частной космонавтики

Популярная механика
Mercedes-Benz B-класс Mercedes-Benz B-класс

Новое поколение напомнило о школьном противостоянии: «ашки» или «бэшки»?

Quattroruote
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
Удача Дерипаски: почему санкции играют на руку миллиардеру Удача Дерипаски: почему санкции играют на руку миллиардеру

Законный способ Дерипаски не спешить с исполнением английских судебных актов

Forbes
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Анатолий Вассерман: В кругу друзей. Как все устроено в интеллектуальных ТВ-шоу Анатолий Вассерман: В кругу друзей. Как все устроено в интеллектуальных ТВ-шоу

Что скандал вокруг Друзя означает для всего мира интеллектуальных ТВ-шоу

СНОБ
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Опять русский след Опять русский след

Форбс-шахматист Андрей Филатов приучает Запад уважать Россию

Tatler
Энтомологический дизайн Матилде Булхауэр Энтомологический дизайн Матилде Булхауэр

Чтобы полюбить насекомых, их нужно кормить, заботиться о них и... есть

Популярная механика
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
«Все выдумки не стоят естества…» «Все выдумки не стоят естества…»

На свете есть немало людей, уверенных, что небо над нами бороздят НЛО

Наука и жизнь
Как научиться жить смело вопреки страхам Как научиться жить смело вопреки страхам

Четыре стратегии, чтобы справиться со страхами

Psychologies
Оградить и уничтожить Оградить и уничтожить

Геохимические барьеры – средство защиты природы от человеческой деятельности

Популярная механика
Как правильно подавать вино Как правильно подавать вино

Кьяра Солдатти расширяет наши вкусовые горизонты

Vogue
Любой каприз Любой каприз

Компьютерный дизайн материалов

Популярная механика
Найти двойника, чтобы выжить: как люди приходят в благотворительность Найти двойника, чтобы выжить: как люди приходят в благотворительность

Почему и как люди приходят в сферу благотворительности

Cosmopolitan
Битый час Битый час

Краткая экономика турниров UFC

Forbes
Знаменитости о любимых моментах с Карлом Лагерфельдом Знаменитости о любимых моментах с Карлом Лагерфельдом

Трогательные воспоминания звезд о моментах с Карлом Лагерфельдом

Vogue
Как устроена компания WeWork — коворкинг, который оценивается в $20 млрд Как устроена компания WeWork — коворкинг, который оценивается в $20 млрд

Чем занимаются молодые стартаперы в офисах WeWork

Esquire
Новый взгляд на Словению Новый взгляд на Словению

Словения — необыкновенно уютная страна в Центральной Европе

Cosmopolitan
Шестой элемент. Для кого Виктор Вексельберг строит инновационный центр Шестой элемент. Для кого Виктор Вексельберг строит инновационный центр

Шестой элемент. Для кого Виктор Вексельберг строит инновационный центр

Forbes
«И в горе, и в радости»: как пережить финансовый и семейный кризис «И в горе, и в радости»: как пережить финансовый и семейный кризис

История пары, которая пережила период безденежья и оказалась на грани развода

Psychologies
Открыть в приложении