Генеративный дизайн и САПР

САПР/CAD программы не являеются статичными и их функционал постоянно развивается,  генеративный дизайн и синтез форм — интересный и перспективный функционал. За прошедшие десятилетия мы увидели, как CAD превратился из относительно примитивных программ, допускающих только простые линейные чертежи, в современное сложное программное обеспечение для проектирования 4D и BIM, которое точно отображает реальные структуры и объекты. Однако, несмотря на то, что технология продвигалась вперед, она, как правило, преследовала одну цель: более полезные и точные изображения человеческих замыслов.

С генеративным дизайном все это может теперь измениться. Генеративный дизайн предполагает, что компьютеры берут мантию дизайнера, создавая уникальные и инновационные решения, которые находятся за пределами человеческого воображения. Таким образом, существует потенциальная возможность полного изменения в дизайне. В этой статье мы рассмотрим, что такое генеративный дизайн, влияние, которое он уже оказывает, и возможности на будущее.

Что такое генеративный дизайн?

Со времени появления компьютеров программное обеспечение обычно ориентировано на человека. По сути, это означает, что люди говорят программам, что делать, а не программам, имеющим автономию. Когда дело доходит до творчества, люди по-прежнему находятся в центре внимания: например, при использовании САПР для создания нового дизайна этот дизайн возникает в человеческом уме. Следовательно, роль компьютера состоит в том, чтобы сделать расчеты более эффективными, а документацию — более точной.

Однако компьютеры сейчас меняются. С рассветом облака программное обеспечение имеет доступ к значительно большему количеству вычислительной мощности. Они используют эту силу, чтобы научиться решать проблемы для себя; научиться быть креативным. Такие программы больше не нуждаются в людях, чтобы дать им команды. Вместо этого, дизайнер просто должен описать проблему; Программное обеспечение затем работает автономно, чтобы найти решение.

Это новооткрытое компьютерное творчество породило генеративный дизайн . Впервые программы не просто документируют созданные человеком проекты; они проектируют самостоятельно. Как видно из видео выше, этот процесс проектирования требует от компьютеров глубокого понимания многих компонентов и частей, составляющих нашу среду, а также структур и объектов в ней.

После этого процесса обучения программное обеспечение затем решает проблему, которую ставит перед ним дизайнер или инженер. Это достигается путем проработки всех возможных решений данной проблемы. Для этого он использует облачные вычисления; это обеспечивает огромное количество вычислительной мощности, необходимой для выполнения такой сложной задачи.

В процессе проектирования программное обеспечение лучше понимает, что работает. Это означает, что к концу может появиться огромное количество проектов, способных решить проблему. На этом этапе (человек) дизайнер может выбрать, какой дизайн является наиболее подходящим.

Какое влияние уже оказывает генеративный дизайн?

В то время как все еще сравнительно новая область, генеративный дизайн уже ставит дизайн с ног на голову. Это потому, что у людей и машин совершенно разные подходы к созданию новых конструкций. Люди обычно находят вдохновение в существующих проектах. Таким образом, то, что они создают, вероятно, будет лишь постепенно увеличиваться по сравнению с существующими проектами, и, вероятно, будет основано на текущих представлениях о том, что работает. В то же время, машины фокусируются исключительно на описанной проблеме и могут идти неортодоксальными путями ее решения.

Антенна 1960-х годов и генеративно спроектированная антенна
Слева — высокопроизводительная антенна, разработанная NASA в 1960-х годах. Справа — компьютерный дизайн, который выполняет в два раза больше. Источник изображения: Autodesk Redshift

Взять, к примеру, две антенны, показанные выше. NASA разработало антенну слева в 1960-х годах; созданный человеком, его форма соответствует тому, что мы знаем об антеннах. Тем не менее, антенна справа фактически работает вдвое лучше. Человек вряд ли попытается столь радикально отойти от существующих норм; машина, однако, фокусировалась исключительно на том, какая форма даст наилучшие результаты. Это только один пример того, как генеративный дизайн может привести к появлению инновационных и эффективных продуктов.

Одна из причин, почему эта антенна кажется настолько неожиданной для людей, заключается в том, что мы в основном придерживаемся более простых форм при создании новых конструкций. Генерируемая машиной антенна выглядит более органично. Хотя это может удивить нас, это действительно не должно. Это связано с тем, что машинное обучение позволяет программному обеспечению проверять, какой дизайн из бесчисленных возможностей лучше всего реагирует на действительные силы и стрессы и наиболее эффективен для выполнения своей конкретной задачи. Таким образом, машины, которые проходят через этот процесс обучения, по сути, испытывают «эволюцию» — хотя и в скором времени.

Что ждет будущее в генеративном дизайне?

Стать человеком

Понятно, что многие компании рады потенциалу генеративного дизайна. Ранее в этом году мы рассказывали об Autodesk University London , тема которого была «Будущее за вещами»; генеративный дизайн был, естественно, центральным элементом. На этом мероприятии спикеры обсудили практически бесконечные возможные приложения для генеративного дизайна. Они также отметили, что машинное обучение помогает программному обеспечению понимать людей. Таким образом, решения, которые они создают, являются не только наиболее эффективными, но и учитывают потребности человека.

Одним из примеров, использовавшихся в AU London, был пример генерально спроектированного офисного помещения в Канаде. Программное обеспечение для проектирования учитывало потребности человека во внешних взглядах и личных отношениях в офисе при разработке оптимальной планировки. Как технический директор Autodesk Джефф Ковальский положить его , это означает переход от вас «обучения инструмент проектирования» на «дизайн инструмент , который узнал вас».

Изменение производства

Autodesk с энтузиазмом воспринял генеративный дизайн; недавно они объявили, что их программное обеспечение Netfabb будет включать возможности генеративного проектирования . Такое сочетание генеративного дизайна и аддитивного производства не случайно. Это предвидит оптовую революцию в производстве ; будущее, в котором мы создаем максимально эффективные проекты с минимальными отходами.

Обувь Under Armour, созданная совместно с Autodesk с использованием генеративного дизайна. Источник изображения: New Atlas

что эти две технологии идут рука об руку. В интервью The New Atlas он рассказал о влиянии, которое генерирующий дизайн оказывает на работу Autodesk с обувной фирмой Under Armor. Autodesk использовал генеративный дизайн для создания новой подошвы спортивной обуви; без 3D-печати это было бы невозможно изготовить. К 2020 году Элвинг прогнозирует, что такие производственные процессы будут «каждодневными».

… И дальше

Генеративный дизайн имеет возможность влиять на широкий спектр различных областей. Ранее в этом году, мы коснулись влияния САПР в области моды и САПР и дизайн продукта . Мы видели, что генеративный дизайн вступает в свои права и в этих областях. Нервная система , например, использовала генеративный дизайн для создания индивидуальных промежуточных подошв для беговых кроссовок New Balance, в которых каждая промежуточная подошва была настроена в соответствии с тем, как бегает человек. В то же время стул Autodesk Elbo представлял собой один из первых созданных поколениями продуктов, созданных из органического материала.

Понятно, что генеративный дизайн имеет огромное значение для индустрии САПР. Преобразуя компьютеры из инструментов проектирования в дизайнеров, компьютеры начинают помогать проектированию, как никогда раньше.

Back to Top