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

Гитлер и Сталин как полководцы Гитлер и Сталин как полководцы

Расследование военного историка Алексея Исаева

Популярная механика
Как носить береты Как носить береты

Как правильно носить берет и на что обращать внимание при покупке

Vogue
Кошка на пути домой Кошка на пути домой

Кошка на пути домой. От совершенного хищника к совершенному домашнему питомцу

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
Танки против крепостей Танки против крепостей

Миф об уничтоженных танковых армиях на улицах Берлина

Популярная механика
Штутгартская конверсия Штутгартская конверсия

Дизель уходит в историю, новую страницу открывает электрокар с динамикой 911-го

Quattroruote
«Голиаф», строитель танкеров «Голиаф», строитель танкеров

Одна из самых больших промышленных машин на Земле

Популярная механика
Живот во время беременности: от чего зависит размер и форма? Живот во время беременности: от чего зависит размер и форма?

Почему так важно следить за темпами роста живота?

9 месяцев
Осколочно-фугасный ливень Осколочно-фугасный ливень

Осколочно-фугасный ливень. Рой ударных БПЛА с авиабомбами Hatchet

Популярная механика
10 крутых мотоциклов из кино 10 крутых мотоциклов из кино

Эти культовые мотоциклы из кино вы даже можете купить

GQ
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
От мобилы до тачилы: самое интересное с выставки гаджетов От мобилы до тачилы: самое интересное с выставки гаджетов

С 25 по 28 февраля 2019 года в Барселоне проходит очередная выставка MWC

Популярная механика
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
Враждебная среда. Почему тяжело внедрять Agile на российской почве Враждебная среда. Почему тяжело внедрять Agile на российской почве

Управленческие практики вроде Agile нечасто приживаются в российских компаниях

Forbes
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Как получить больше совпадений в Tinder: 11 способов улучшить свой профиль Как получить больше совпадений в Tinder: 11 способов улучшить свой профиль

Свайпишь, свайпишь, а мэтчей мало? Непорядок...

Playboy
Опасный гном Опасный гном

6Г30 – ручной револьверный 6-зарядный 40-мм гранатомет

Популярная механика
Психологические защиты: почему мы в них нуждаемся? Психологические защиты: почему мы в них нуждаемся?

Какие мотивы скрывают наши психологические защиты, объясняет психотерапевт

Psychologies
Дело жизни Казуаки Харады Дело жизни Казуаки Харады

Японский художник Казуаки Хараде нашел свое дело почти случайно

Популярная механика
Градус понижать нельзя! И еще 7 живучих мифов про похмелье Градус понижать нельзя! И еще 7 живучих мифов про похмелье

Скажи, что ты никогда не болел с похмелья, и мы будем тебе завидовать

Playboy
Моментальная угроза Моментальная угроза

Межконтинентальные баллистические ракеты

Популярная механика
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
Летающая парта нового поколения Летающая парта нового поколения

Сверхманевренный учебный самолет с крыльями обратной стреловидности

Популярная механика
Деньги из вакуума: как завлечь инвесторов в космос Деньги из вакуума: как завлечь инвесторов в космос

Почему роль государств в проектах, связанных с космосом, остается главной

Forbes
Следствие на крови Следствие на крови

Каким пыткам подвергался сын Петра I

Дилетант
3 основы самоуважения 3 основы самоуважения

Какие принципы помогут взрослому человеку научиться самоуважению

Psychologies
Олег Басилашвили. Дым отечества Олег Басилашвили. Дым отечества

БДТ – основа актерского мироздания Олега Басилашвили

СНОБ
Мои слезы, моя печаль Мои слезы, моя печаль

Друзья и близкие Децла рассказали о несбывшихся планах и мечтах артиста

StarHit
10 великих двоечников 10 великих двоечников

Статья о том, что быть двоечником — не стыдно, а иногда и почетно

Maxim
Кандидаты на сокращение Кандидаты на сокращение

Ученые предупреждают: через 100 лет в мире не останется насекомых

Огонёк
Открыть в приложении