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

На грани слышимости: нейтринные коммуникации для подводного флота На грани слышимости: нейтринные коммуникации для подводного флота

Современные субмарины становятся неслышимы и невидимы для радаров

Популярная механика
Я тебя не брошу! Три истории, после которых ты поверишь в любовь Я тебя не брошу! Три истории, после которых ты поверишь в любовь

Хотим рассказать тебе о любви, в которой романтики - временно - нет

Cosmopolitan
Яндекс.Станция Яндекс.Станция

Вот уже неделю Яндекс.Станция живет у меня дома

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
Китайский Карлсон Китайский Карлсон

Самой сложной и красивой игрушкой в мире был радиоуправляемый вертолет

Популярная механика
«Власть» Адама МакКея не спасает даже последний подвиг Кристиана Бэйла «Власть» Адама МакКея не спасает даже последний подвиг Кристиана Бэйла

Сложно снимать сатиру на то, как последние стали первыми

GQ
Орбитальные ломы Орбитальные ломы

Сверхтяжелые ракеты SpaceX могут стать носителем первого легального оружия

Популярная механика
«Все хорошо, только дел невпроворот». Так ли это на самом деле? «Все хорошо, только дел невпроворот». Так ли это на самом деле?

Если у вас слишком много дел, не пора ли пересмотреть свое отношение к жизни?

Psychologies
Человек и аромат Человек и аромат

Что мы знаем о природе парфюмерных композиций

Популярная механика
Главная роль Главная роль

Ксения Собчак стала заядлым театралом ради Константина Богомолова

StarHit
Ракетный маневр Ракетный маневр

С S7 Space связывают надежды на развитие отечественной частной космонавтики

Популярная механика
«Санкции открыли нам дверь» «Санкции открыли нам дверь»

Запрет поставок для производства самолета МС-21 не повлияет на успех проекта

Эксперт
Корни, пьющие нефть Корни, пьющие нефть

Скважины для нефте- и газодобычи стали высокотехнологичными сооружениями

Популярная механика
Верной дорогой. Куда? Верной дорогой. Куда?

Что изменилось с тех пор, как стране объявили о начале строительства коммунизма

Огонёк
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
41 «нет», которое сделает вас счастливее 41 «нет», которое сделает вас счастливее

41 «нет», которое сделает вас счастливее

Psychologies
«Слон» на трансзвуке «Слон» на трансзвуке

Грузовая авиация работала, спасая мировую экономику

Популярная механика
Как не нужно снимать шпионские боевики? Как не нужно снимать шпионские боевики?

Разбираемся, как нельзя снимать боевики про шпионов даже с претензией на комедию

GQ
Как полюбить будущее и не сойти с ума Как полюбить будущее и не сойти с ума

Артемий Лебедев в российском интернете, как Пелевин – в русской литературе

Популярная механика
Тектонические сдвиги: два тренда, способных изменить венчур в России Тектонические сдвиги: два тренда, способных изменить венчур в России

К началу 2019 года в России сформировались два тренда

Forbes
Интеллект для самолета Интеллект для самолета

Многофункциональная боевая машина следующего поколения

Популярная механика
Александр Шохин: «Токсичность российского бизнеса стала очевидной» Александр Шохин: «Токсичность российского бизнеса стала очевидной»

Глава РСПП — о том, как крупный бизнес воспринимает санкции США

Forbes
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
Гендерные стереотипы: компетентность равна мужественности? Гендерные стереотипы: компетентность равна мужественности?

Почему мы связываем мужественность с компетентностью?

Psychologies
Китайский космический флот Китайский космический флот

Для чего Поднебесной понадобилась масштабная «морская космонавтика»?

Популярная механика
Как выжить в режиме цейтнота? Как выжить в режиме цейтнота?

Юрий Башмет о том, как выбраться из-под завала дедлайнов

GQ
Гостевой брак. Почему не стоит вкладывать в развитие сотрудников Гостевой брак. Почему не стоит вкладывать в развитие сотрудников

Отношения «работник — работодатель» претерпели изменения

Forbes
Прекрасное далеко: как лишить будущего свою компанию Прекрасное далеко: как лишить будущего свою компанию

Большинство компаний, занимаясь стратегическим планированием, допускают ошибки

Forbes
Серое вещество Серое вещество

Пытаемся найти брешь в обороне дизельной версии Touareg с пакетом R-Line

АвтоМир
Кочевое племя. Как компаниям удержать талантливых 20-летних Кочевое племя. Как компаниям удержать талантливых 20-летних

Как подготовиться к встрече с новым типом сотрудников поколения Z?

Forbes
Открыть в приложении