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

Красочная война Красочная война

В 2018 году сборная России ударно выступила в самой неожиданной дисциплине

Популярная механика
Мобильный банкир Мобильный банкир

Основатель Revolut Николай Сторонский предрекает смерть традиционных банков

Forbes
У Солнца под боком У Солнца под боком

О том, какие загадки должен решить меркурианский зонд

Популярная механика
«И ракеты, и масло». Западные СМИ увидели в речи Путина попытку сдержать падение рейтинга «И ракеты, и масло». Западные СМИ увидели в речи Путина попытку сдержать падение рейтинга

Иностранные СМИ оценили послание президента России Владимира Путина

Forbes
Дом во льдах Дом во льдах

История дрейфующих станций «Северный полюс» – это летопись подвига во имя науки

Популярная механика
Сибирский богатырь Сибирский богатырь

Что смотреть и чем заняться в Красноярске

Лиза
Как из автомата сделать конфетку Как из автомата сделать конфетку

Можно ли улучшить автомат Калашникова?

Популярная механика
От ненависти до «любви» От ненависти до «любви»

Дженнифер Лопес опубликовала автобиографию «Настоящая любовь»!

Grazia
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Антирейтинг как ресурс Антирейтинг как ресурс

К кому из кандидатов в президенты Украины стоит относиться серьезно?

Огонёк
«Голиаф», строитель танкеров «Голиаф», строитель танкеров

Одна из самых больших промышленных машин на Земле

Популярная механика
Только радость впереди Только радость впереди

Встреча с автором любимых песен как детей, так и взрослых

StarHit
Человек и аромат Человек и аромат

Что мы знаем о природе парфюмерных композиций

Популярная механика
Три сестры Три сестры

Сестры-музыканты из лос-анджелесского трио Haim

Vogue
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
5 вопросов, на которые нужно узнать ответы перед поездкой в Вену 5 вопросов, на которые нужно узнать ответы перед поездкой в Вену

Вена хороша для поездок в любой компании

Cosmopolitan
Марсианские хроники 2020 Марсианские хроники 2020

Для межпланетарной космонавтики будущее лето станет особенно жарким

Популярная механика
Глава «Победы» пожаловался властям на несостоятельность Utair Глава «Победы» пожаловался властям на несостоятельность Utair

Гендиректор «дочки» «Аэрофлота» указывает на риски остановки деятельности Utair

Forbes
Дорога в никуда Дорога в никуда

Чем обернулся проект строительства скоростной железной дороги в Калифорнии

Forbes
8 признаков, что в отношениях вы эгоист 8 признаков, что в отношениях вы эгоист

Эксперты называют восемь признаков эгоистичного поведения в отношениях

Psychologies
Луч надежды Луч надежды

Как создается российское медоборудование для диагностики и лечения заболеваний

Популярная механика
Мария Солодар о том, как заработать миллион в инстаграм Мария Солодар о том, как заработать миллион в инстаграм

Интернет-маркетолог о том, что сейчас популярно в сети

Cosmopolitan
Новая «Арктика» Новая «Арктика»

Атомоходы ЛК-60Я заменят ледоколы прошлых поколений

Популярная механика
Американский профессор назвал классический фильм о Мэри Поппинс расистским Американский профессор назвал классический фильм о Мэри Поппинс расистским

Литератор посчитал образы трубочистов карикатурой на чернокожих

Maxim
Метательные планеры Метательные планеры

Один из самых молодых видов авиамодельного спорта

Популярная механика
Зоопанк-тест: насколько хорошо ты знаешь и понимаешь черный юмор природы Зоопанк-тест: насколько хорошо ты знаешь и понимаешь черный юмор природы

Мы любим эволюцию и то, что она вытворяет

Maxim
«Черные ящики» русской истории «Черные ящики» русской истории

У российских архивов нет задачи работать для людей

Эксперт
Свидания 200 и 300 лет назад: как знакомились, что надевали и на что надеялись Свидания 200 и 300 лет назад: как знакомились, что надевали и на что надеялись

Как знакомились молодые люди в XVIII — XIX веке

Cosmopolitan
Пересядь с иглы: как работает скандальная реклама Пересядь с иглы: как работает скандальная реклама

Компания Reebok запустила феминистскую рекламу

Forbes
Минпромторг предложил вернуть в города ларьки и киоски Минпромторг предложил вернуть в города ларьки и киоски

Минпромторг предложил вернуть в города ларьки и киоски

Forbes
Открыть в приложении