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

Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Светлый образ Светлый образ

Актриса Виктория Белякова из сериала «Полицейский с Рублевки»

Maxim
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Энн Хэтауэй Энн Хэтауэй

Кажется, Энн Хэтауэй целиком состоит из удач и свершений

Psychologies
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
Спецзоны для олигархов. Как внутренним офшорам выиграть гонку за капитал Спецзоны для олигархов. Как внутренним офшорам выиграть гонку за капитал

Смогут ли внутренние офшоры заменить зарубежные юрисдикции для олигархов

Forbes
«Голиаф», строитель танкеров «Голиаф», строитель танкеров

Одна из самых больших промышленных машин на Земле

Популярная механика
Кардашьян – причина глобального потепления: как стиль звезд вредит планете Кардашьян – причина глобального потепления: как стиль звезд вредит планете

Как и насколько опасно семейство Кардашьян-Дженнер для всего человечества

Cosmopolitan
Дом во льдах Дом во льдах

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

Популярная механика
Поработать лицом: 16 способов заставить девушку кричать от удовольствия Поработать лицом: 16 способов заставить девушку кричать от удовольствия

Поработать лицом: 16 способов заставить девушку кричать от удовольствия

Playboy
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
Косметичка: хранить нельзя выбрасывать Косметичка: хранить нельзя выбрасывать

Вашей косметичке необходим срочный детокс

Psychologies
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Стилист VS читательница: у кого образы круче? Cosmo-эксперимент Стилист VS читательница: у кого образы круче? Cosmo-эксперимент

Многие из нас хоть раз в жизни задумывались, а не обратиться ли нам к стилисту

Cosmopolitan
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Джей Ло, Карди Би, Кэтти Перри: самые эпатажные наряды звезд на Grammy-2019 Джей Ло, Карди Би, Кэтти Перри: самые эпатажные наряды звезд на Grammy-2019

Джей Ло, Карди Би, Кэтти Перри: самые эпатажные наряды звезд на Grammy-2019

Cosmopolitan
Время ускорять, время сталкивать Время ускорять, время сталкивать

В Подмосковной Дубне продолжается строительство комплекса NICA

Популярная механика
Тьма рождает холод: как сделать квантовый холодильник Тьма рождает холод: как сделать квантовый холодильник

Физики использовали светодиоды, чтобы изготовить микроскопический холодильник

Forbes
Античный герой Античный герой

Кого люди будут вспоминать через столетия?

Популярная механика
Вот что происходило в первой версии «Игры престолов», которая не попала в эфир Вот что происходило в первой версии «Игры престолов», которая не попала в эфир

Сложно представить «Игру престолов» без купюр, но такая версия существует!

Maxim
Операция «Ы» Операция «Ы»

Киргизия стала целью второй экспедиции Land Rover

Популярная механика
Британские школы: где дороже, а где лучше Британские школы: где дороже, а где лучше

Как читать рейтинги британского образования

Forbes
Под водой? Над водой? Под водой? Над водой?

Поговорим о мостах и тоннелях, служащих переправами между близкими частями суши

Популярная механика
Казус Орешкина. Почему ВВП резко вырос, а россияне не стали жить лучше Казус Орешкина. Почему ВВП резко вырос, а россияне не стали жить лучше

Зафиксированный Росстатом рост ВВП на 2,3% за 2018 год удивил многих экономистов

Forbes
Лыжники с небес Лыжники с небес

Самолеты на лыжах, пожалуй, еще большая экзотика, чем гидросамолеты

Популярная механика
Лучшие рекламные ролики Супербоула-2019 Лучшие рекламные ролики Супербоула-2019

Супербоул — решающая игра Национальной футбольной лиги

Maxim
Вино, орехи и оливки Вино, орехи и оливки

Небольшой испанский регион Приорат живет производством вина, орехов и оливок

АвтоМир
Счастье в будущем Счастье в будущем

Автоматизация процессов и «человеческая аналитика»

Forbes
Великолепная четверка. Кто из россиян вошел в европейский список «30 до 30» Великолепная четверка. Кто из россиян вошел в европейский список «30 до 30»

Только четверо россиян вошли в список самых перспективных людей Европы до 30 лет

Forbes
15 странных изобретений: от искусственной груди до носового стилуса 15 странных изобретений: от искусственной груди до носового стилуса

Порой талант заводит людей на сомнительную дорожку

Популярная механика
Открыть в приложении