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

Наcледник «Энергии» Наcледник «Энергии»

Новейший ракетный двигатель РД-171МВ открывает нашей космонавтике будущее

Популярная механика
Нарушаем? Нарушаем?

Штрафы для автомобилистов: как, не выходя из дома, проверить, оспорить, оплатить

Лиза
Гитлер и Сталин как полководцы Гитлер и Сталин как полководцы

Расследование военного историка Алексея Исаева

Популярная механика
Когда реально надо начинать паниковать в самолете? Объясняют пилоты Когда реально надо начинать паниковать в самолете? Объясняют пилоты

Когда реально надо начинать паниковать в самолете? Объясняют пилоты

Playboy
Лунный заяц, картофель и звезды Лунный заяц, картофель и звезды

Китайская миссия Chang’e 4 – первая на обратной стороне луны

Популярная механика
Laibach с альбомом The Sound of Music и другие важные музыкальные новинки месяца Laibach с альбомом The Sound of Music и другие важные музыкальные новинки месяца

Что послушать в этом месяце

Maxim
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Что можно сделать с одним носком? Не поверишь, много чего! 13 полезных идей Что можно сделать с одним носком? Не поверишь, много чего! 13 полезных идей

Не спеши выбрасывать носки, оставшиеся без пары: они еще могут пригодиться!

Playboy
Большая ракета Илона Маска Большая ракета Илона Маска

Сверхтяжелая ракета Big Falcon Rocket готовится вытеснить все прошлые разработки

Популярная механика
Игра престола Игра престола

В один из дней 927 года в Вечном городе снова было неспокойно

Вокруг света
Человек и аромат Человек и аромат

Что мы знаем о природе парфюмерных композиций

Популярная механика
Каково это – заключить договор с ведьмой Каково это – заключить договор с ведьмой

Поздним осенним вечером я приехал в Кассадагу

Esquire
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Какие проблемы ждут импортеров в 2019 году Какие проблемы ждут импортеров в 2019 году

Какие проблемы ждут импортеров в 2019 году

Forbes
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Маттео Гарроне: «Иногда я не уверен в себе» Маттео Гарроне: «Иногда я не уверен в себе»

Режиссер Маттео Гарроне о своих слабостях и кинонаградах

GQ
Скрытые функции в Android и iOS Скрытые функции в Android и iOS

Как ускорить работу смартфона с помощью инструментов для разработчиков

CHIP
Слабое звено Слабое звено

Простое человеческое любопытство — главный инструмент киберпреступников

Forbes
Рисующие роботы Пиндара ван Армана Рисующие роботы Пиндара ван Армана

Может ли робот стать художником

Популярная механика
Коралловые рифы Кортни Маттисон Коралловые рифы Кортни Маттисон

Кортни Маттисон изображает гибель дорогих ей коралловых рифов

Популярная механика
Водородная кругосветка Водородная кругосветка

Кругосветное путешествие катамарана Energy Observer

Популярная механика
Как арестовали орлов Как арестовали орлов

История о добром человеке, его птицах и предательстве

Русский репортер
КВ-1 к маршу готов КВ-1 к маршу готов

Танки, участвовавшие в битве на Неве

Популярная механика
Зачем нужны налоговые вычеты для благотворителей Зачем нужны налоговые вычеты для благотворителей

Зачем нужны налоговые вычеты для благотворителей

СНОБ
Зоопанк Зоопанк

Не бывает омерзительных животных – бывает лишь слабый желудок и рвотная реакция

Maxim
10 заблуждений о депрессии 10 заблуждений о депрессии

Часто депрессия проявляется не так, как мы привыкли видеть в кино или СМИ

Psychologies
Самые безумные и романтичные предложения руки и сердца Самые безумные и романтичные предложения руки и сердца

Подборка запоминающихся предложений руки и сердца

Cosmopolitan
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
Маникюрный гороскоп на февраль: красим ногти на удачу Маникюрный гороскоп на февраль: красим ногти на удачу

Маникюрный гороскоп на февраль: красим ногти на удачу

Cosmopolitan
“Дайте ребенку выплеснуть гнев в детской комнате” “Дайте ребенку выплеснуть гнев в детской комнате”

С помощью игрушек ребенку легче понять и выразить чувства

Psychologies
Открыть в приложении