Штучний інтелект пропонує дизайнерські рішення
У генеративному дизайні штучний інтелект використовує природні алгоритми для створення безлічі можливих рішень для будівельної задачі. .
Зліва: За винятком укороченої спинки, це «традиційний» стілець з чотирма прямими, твердими ніжками. Хороший шматок важить 10,3 кілограма. Завдяки цій конструкції є ще можливість для покращення щодо ваги. Середній: легкі конструкції ніг та сидіння роблять сидіння набагато економічнішим за вагою: ця модель важить всього 4,1 кілограма. Справа: Чому насправді прямі, паралельні ноги, коли інша конструкція витримує ту саму силу з набагато меншою масою? У порівнянні з решіткою сидіння вагою 2,9 кілограма, це польова вага (Зображення: Autodesk).
У генеративному дизайні штучний інтелект використовує природні алгоритми для створення безлічі можливих рішень для будівельної задачі. Це допомагає дизайнерам знаходити нові підходи до дизайну - завжди шукаючи ще кращого рішення.
З тих пір, як перші програми САПР для ПК вийшли на ринок понад 30 років тому, технологія швидко розвивалася: від 2D до 3D, від чистого інструмента для малювання до інструменту для цифрових прототипів з багатьма іншими функціями, такими як моделювання, управління даними та хмарне з'єднання. Будь-які інтелектуальніші системи прокладають шлях до розумних фабрик, які можна організувати та налаштувати індивідуально.
Однак проектування та будівництво здебільшого відповідають старим принципам: спочатку чистий аркуш або порожній екран. Геометрії побудовані та опрацьовані з великою кількістю повторюваних тонких робіт та обчислень, а також численними відкинутими варіантами готової моделі. Дизайнер завжди стежить за оптимальним дизайном, наприклад, ідеальним балансом ваги, стійкості та витрати матеріалу.
Все більш досконале програмне забезпечення для моделювання надає відділам досліджень та розробок кращого розуміння того, як поводяться конструкції насправді та чи відповідають вони вимогам. І все-таки: 99 відсотків речей у світі погано розроблені, - заявив нещодавно Джордан Брандт, майбутній технолог Autodesk.
Чому б не навчитися у матері-природи, яка вдосконалювала флору і фауну протягом мільйонів років, щоб кожен компонент організму був точно пристосований до середовища його проживання та певної функції? Шкілка восьминога або вапняного плавучого органу - це шедевр з точки зору стійкості та ваги. Опорний каркас складається з тонких мікроскопічних пластин, які підтримуються одна проти одної численними міні-колонами. І він служить шаблоном для біоніки при будівництві будівель.
Біоніка для досвідчених користувачів
Зліва: За винятком укороченої спинки, це «традиційний» стілець з чотирма прямими, твердими ніжками. Хороший шматок важить 10,3 кілограма. Завдяки такій конструкції є ще можливості для покращення щодо ваги.
Середній: легкі конструкції ніг та сидіння роблять сидіння значно економічнішим за вагою: ця модель важить всього 4,1 кілограма.
Справа: Чому насправді прямі, паралельні ноги, коли інша конструкція витримує ту саму силу з набагато меншою масою? У порівнянні з решіткою сидіння вагою 2,9 кілограма, це польова вага (Зображення: Autodesk).
Біоніка вже давно досліджує, які принципи та властивості матеріалу можна перенести від природи до конструкцій, спроектованих людиною. Літаки, вікна з ефектом лотоса або присоски - це приклади, які вже успішно застосовані. Але на даний момент існують межі того, що є дуже складним, наприклад, неправильної кристалічної форми. Оскільки фактичну структуру навряд чи можна відтворити з точки зору дизайну або лише доклавши чимало зусиль. Часто ви отримуєте лише копію, яка ніколи не досягає досконалості біологічної моделі.
Так званий генеративний дизайн приймає цей виклик. Він використовує результати синтетичної біології, яка досліджує принципи, яких дотримується ріст молекул. Системи штучного інтелекту працюють із цими природними алгоритмами, щоб перенести їх на вимоги проекту.
Нові шини Mclaren P1, гібридного супер спортивного автомобіля, імітують мережу коренів дерева. Стільниковий, нерегулярний малюнок досягає найвищої можливої стабільності при мінімальній витраті матеріалу. Комп’ютер розраховує оптимальне розташування та товщину стінок стільників, щоб шини були ідеально збалансованими, незважаючи на неправильний малюнок. У рамках проекту Dreamcatcher Autodesk працює над інструментом генеративного дизайну, використовуючи дві технології, що мають велике значення для компанії: хмарний та 3D-друк.
Хмарний та 3D-друк роблять це можливим
Штучний інтелект та біоніка самі по собі не є чимось новим. Біологи, комп’ютерники та матеріалознавці досліджували ці напрямки вже давно. Але хмарний та 3D-друк вносять нову динаміку та гарантують, що концепція генеративного дизайну також використовується поза лабораторією. Дотепер робота зі штучним інтелектом була зарезервована лише для дослідницьких установ із суперкомп’ютерами. Вже тоді розрахунок конструктивних варіантів або моделювання молекулярного росту зайняв кілька днів. Хмара з її майже необмеженою обчислювальною потужністю дозволяє будь-якому дизайнеру зі звичайним САПР проводити такі розрахунки.
Процеси виробництва добавок, такі як 3D-друк, зрештою дають змогу створювати складні фігури, які створюються. Дрібно розгалужена сітка форм на екрані може бути оптимальним рішенням для зв’язку між віссю та кузовом; однак перетворити форму в реальність або неможливо, або дуже дорого за допомогою звичайних процесів, таких як лиття під тиском або фрезерування.
Генеральний дизайн: будівництво без дизайнерів?
Цілком зрозуміло: програмне забезпечення для генеративного дизайну, таке як Autodesk Dreamcatcher, жодним чином не замінить дизайнера. Це скоріше повинно позбавити його від надокучливої основної роботи. Програмне забезпечення допомагає йому отримати початкову основу проектування, з якої він може працювати над моделлю. Тому йому не потрібно починати з нуля, створювати геометричні фігури або формувати реберні конструкції вручну. Це залишає йому більше часу для більш важливих завдань, таких як дотримання нової дизайнерської ідеї та експерименти - і, зрештою, стимулювання інновацій.
Зразковий запуск розрахунку призвів до різних варіантів посадочних місць, які відображаються з інформацією про введені параметри. Дизайнери заздалегідь визначають рамкові умови для розрахунку, наприклад, функціональні вимоги, критерії ефективності, специфікації матеріалів та вартості (Зображення: Autodesk).
Генеральний дизайн змінює підхід дизайнера до своєї роботи, а також сам процес проектування, який тепер базується на визначенні проблеми, а не на дизайні. Замість того, щоб задаватися питанням, з якої форми дизайнер починає, він спочатку повинен розглянути параметри, з якими повинен працювати штучний інтелект. Тож він повинен чітко визначити, яку проблему хоче вирішити своїм будівництвом. Чи повинен виріб бути якомога легшим або особливо стабільним? Спираючись на це, він отримує різні будівельні рішення від програмного забезпечення, які мають бути оцінені на наступному кроці.
Багато згенерованих варіантів можуть не відповідати ідеям дизайнера або не можуть бути реалізовані з інших причин. Такі фактори, як естетика чи функціональність - це аспекти, які вимагають оціненого навченого ока дизайнера. Однак випуск програмного забезпечення, такого як Dreamcatcher, не обов'язково призначений як готовий кінцевий продукт, а як кваліфікована та перевірена робоча основа. Розробники дослідницької групи Autodesk виявили, що дизайнери використовують згенеровані варіанти як пропозиції щодо подальшого проектування. Стілець все одно повинен мати місце і спинку, і бути досить зручним. Але чи справді це повинно мати чотири ноги, відносно паралельні одна одній?
Так само, як 3D CAD, 3D-друк або хмара, генеративний дизайн також змінить і зробить революцію в світі дизайну. Поєднуючи принципи природи, штучного інтелекту та творчості дизайнера, продукти вдихнули більше життя. Autodesk буде виставлятися на виставці в Ганновері в залі 7, стенд С18. робити