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

Новое начало Новое начало

Разработка полноценной системы космического туризма

Популярная механика
Хаски-шоу Хаски-шоу

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

Esquire
Очень сложная игра Очень сложная игра

Первая полезная компьютерная игра

Популярная механика
Новый взгляд Новый взгляд

Винтажный магазин — сокровищница для модников

Добрые советы
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
Ювелиры новой волны: 4 молодых дизайнера из Британки, о которых стоит знать Ювелиры новой волны: 4 молодых дизайнера из Британки, о которых стоит знать

Четыре молодых дизайнера украшений, чьи работы точно не оставят тебя равнодушной

Cosmopolitan
Когда погаснет БАК Когда погаснет БАК

Мегапроекты, которые придут на смену Большому адронному коллайдеру

Популярная механика
Концепт по заявкам Концепт по заявкам

Дизайн экстерьера. Россиянин у руля автомобильной революции

GQ
Большая ракета Илона Маска Большая ракета Илона Маска

Сверхтяжелая ракета Big Falcon Rocket готовится вытеснить все прошлые разработки

Популярная механика
НЛО в небе над Америкой: VZ-9 Avrocar НЛО в небе над Америкой: VZ-9 Avrocar

Необычный летательный аппарат, породивший массу слухов

Популярная механика
Орбитальные ломы Орбитальные ломы

Сверхтяжелые ракеты SpaceX могут стать носителем первого легального оружия

Популярная механика
Остеохондроз Остеохондроз

Невролог-эпилептолог Никита Жуков об остеохондрозе

Maxim
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Портфель Шредингера. Что делать осторожному инвестору в 2019 году Портфель Шредингера. Что делать осторожному инвестору в 2019 году

Владельцы крупного капитала ищут возможности для выгодных инвестиций

Forbes
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Тимур Кузьмин Тимур Кузьмин

Несовершеннолетний бизнесмен запустил баттл спортсменов разных дисциплин

Собака.ru
Техпарад Техпарад

Новости мира науки и техники

Популярная механика
Тлен и безысходность: можно ли научиться одеваться, когда вокруг такое? Тлен и безысходность: можно ли научиться одеваться, когда вокруг такое?

Мы живем с закрытыми глазами, поэтому и одеваемся так плохо

Cosmopolitan
Миссия подводного робота Миссия подводного робота

Беспилотник опускается на дно Марианской впадины

Популярная механика
Точка сбора Точка сбора

Как правильно подобрать комплектацию и габариты фургона под конкретные задачи

Quattroruote
Многогранные таланты Многогранные таланты

Прошлый век оказался весьма щедрым на гениальные умы

Популярная механика
Магазин бесполезных услуг. Почему никому не нужно цифровое правительство Магазин бесполезных услуг. Почему никому не нужно цифровое правительство

Цифровизация должна избавить людей от общения с властью, но происходит наоборот

Forbes
Выдуманная природа Рогана Брауна Выдуманная природа Рогана Брауна

Роган Браун создает из бумаги огромные колонии вымышленных микробов

Популярная механика
Не жизнь, а сказка Не жизнь, а сказка

Как, где и с кем принято праздновать детские дни рождения в Мэйфэйре

Tatler
Второе отречение Второе отречение

Наполеон умудрился отречься от власти дважды

Дилетант
Любовь Успенская: «Муж передумал разводиться и вернулся ко мне» Любовь Успенская: «Муж передумал разводиться и вернулся ко мне»

Певица откровенно о лечении дочери, любви к роскоши и бизнесе

StarHit
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
10 лучших скоростных  SSD-накопителей: быстрее чем SATA 10 лучших скоростных  SSD-накопителей: быстрее чем SATA

NVMe-диски переписывают рекорды скорости

CHIP
Как читать книги, не откликаясь на «зов» гаджетов? Как читать книги, не откликаясь на «зов» гаджетов?

Как перестать откликаться на зов дисплея во время чтения книги

Psychologies
Реклама для умных: как ретейл использует технологии в борьбе за покупателя Реклама для умных: как ретейл использует технологии в борьбе за покупателя

В будущем в мире будет меньше рекламы, но только визуально

Forbes
Открыть в приложении