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
Окна черные Окна черные

Окна черные. Чем грозит эксплуатация машины с тонировкой?

АвтоМир
Нашествие Нашествие

Кролики-убийцы и другие животные-захватчики

Популярная механика
Алла Духова: «Танцы и творчество — моя сила и вдохновение» Алла Духова: «Танцы и творчество — моя сила и вдохновение»

Интервью с основательницей и художественным руководителем TODES Аллой Духовой

Psychologies
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

В IT сложилась предреволюционная ситуация

Популярная механика
Го играть: 6 очень крутых положительных эффектов видеоигр (спасибо, Господи!) Го играть: 6 очень крутых положительных эффектов видеоигр (спасибо, Господи!)

Го играть: 6 очень крутых положительных эффектов видеоигр (спасибо, Господи!)

Playboy
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
История с географией История с географией

Дизайнер Хайме Берьестайн организовал в барселонской квартире настоящий Париж

AD
Ледяной кулак Ледяной кулак

«Неубиваемая» морская база внутри плавучего айсберга

Популярная механика
Леонтина Коэн: советская разведчица, которая выведала атомную тайну Леонтина Коэн: советская разведчица, которая выведала атомную тайну

Моррис и Леонтина Коэн много лет работали на резидентуру внешней разведки СССР

Cosmopolitan
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Золотая виза Кипра может подорожать Золотая виза Кипра может подорожать

Золотая виза Кипра может подорожать

Forbes
Выход дракона Выход дракона

Впервые в истории лидером по количеству космических запусков станет Китай

Популярная механика
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
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Хаски-шоу Хаски-шоу

Хаски о том, как «петь свою музыку» и не плясать под чужую дудку

Esquire
Крейсер «Кенигсберг» в африканских водах: Паровой партизан Крейсер «Кенигсберг» в африканских водах: Паровой партизан

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

Популярная механика
Как экономить на путешествиях Как экономить на путешествиях

10 проверенных способов экономии на путешествиях

Лиза
Невероятно, но... мясо Невероятно, но... мясо

Имитации мясных продуктов из растений и клеточных культур становятся модными

Популярная механика
Кто ты? Децл: продюсерский проект или настоящий артист Кто ты? Децл: продюсерский проект или настоящий артист

Почему герою 2000-х так и не нашлось места в 2010-х

Forbes
_Не музыка еще, уже не шум _Не музыка еще, уже не шум

Как научить машину сочинять музыку и писать картины

Популярная механика
Концепт по заявкам Концепт по заявкам

Дизайн экстерьера. Россиянин у руля автомобильной революции

GQ
На понятном языке На понятном языке

Как появился Kotlin, и правда ли, что он идеален для программирования

Популярная механика
Хозяйке на заметку Хозяйке на заметку

Наталия Шагарина создала агрегатор акций и скидок и продала его «Яндексу»

Forbes
Слайд-шоу Слайд-шоу

Новые разработки и прототипы

Популярная механика
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
Переворот в сознании: 8 невероятных скульптур Переворот в сознании: 8 невероятных скульптур

Насмешка над законами физики? Наоборот — умение ими пользоваться!

Вокруг света
Щедрая душа. Чем обернется для России ставка на Мадуро Щедрая душа. Чем обернется для России ставка на Мадуро

США могли бы за несколько лет вывести венесуэльскую нефтяную отрасль из кризиса

Forbes
Переходим на «цифру». Недорогие приставки DVB T2: какую выбрать Переходим на «цифру». Недорогие приставки DVB T2: какую выбрать

Цифровая приставка стоит недорого, гораздо дешевле нового телевизора

CHIP
Глюк’oZa: «Рожу третьего, когда придет время» Глюк’oZa: «Рожу третьего, когда придет время»

Певица о том, почему не показывает свои переживания

StarHit
Открыть в приложении