Изкуственият интелект предлага дизайнерски решения
В генеративния дизайн изкуственият интелект използва алгоритмите на природата, за да генерира множество възможни решения за строителна задача. The .
Вляво: С изключение на скъсената облегалка, това е „традиционен“ стол с четири прави, здрави крака. Доброто парче тежи 10,3 килограма. С тази конструкция все още има място за подобрение по отношение на теглото. Средно: Леките конструкции в краката и седалката правят седалката много по-икономична по тегло: този модел тежи само 4,1 килограма. Вдясно: Защо всъщност прави, успоредни крака, когато друга конструкция може да издържи на същата сила с много по-малка маса? В сравнение с 2,9 килограма, решетката на седалката е леко тегло (Изображение: Autodesk).
В генеративния дизайн изкуственият интелект използва алгоритмите на природата, за да генерира множество възможни решения за строителна задача. Това помага на дизайнерите да намерят нови дизайнерски подходи - винаги търсейки още по-добро решение.
Откакто първите CAD програми за персонални компютри излязоха на пазара преди повече от 30 години, технологията се разви бързо: от 2D до 3D, от инструмент за чисто рисуване до инструмент за цифрови прототипи с много други функции като симулация, управление на данни и облачна връзка. Все по-интелигентни системи проправят пътя към интелигентни фабрики, които могат да бъдат организирани и индивидуално конфигурирани.
Проектирането и изграждането обаче най-вече следват старите принципи: В началото има празен лист или празен екран. Геометриите са изградени и изработени с много повтарящи се фини работи и изчисления, както и множество изхвърлени варианти на готовия модел. Дизайнерът винаги търси оптималния дизайн, например идеалния баланс между тегло, стабилност и разход на материали.
Все по-усъвършенстваният симулационен софтуер дава на отделите за научноизследователска и развойна дейност по-добър поглед върху това как дизайните се държат в действителност и дали отговарят на изискванията. И все пак: 99 процента от нещата в света са зле проектирани, каза наскоро Джордан Бранд, бъдещ технолог в Autodesk.
Защо не се поучите от майката природа, която е усъвършенствала флората и фауната в продължение на милиони години, така че всеки компонент на даден организъм да е точно адаптиран към неговото местообитание и специфична функция? Школата на октопод или варовик плаващ орган е шедьовър по отношение на стабилност и тегло. Носещият скелет се състои от тънки микроскопични плочи, които се подпират една срещу друга с множество мини колони. И служи като шаблон за бионика при изграждането на сгради.
Бионика за напреднали потребители
Вляво: С изключение на скъсената облегалка, това е „традиционен“ стол с четири прави, здрави крака. Доброто парче тежи 10,3 килограма. С тази конструкция все още има място за подобрение по отношение на теглото.
Средно: Леките конструкции в краката и седалката правят седалката много по-икономична по тегло: този модел тежи само 4,1 килограма.
Вдясно: Защо всъщност прави, успоредни крака, когато друга конструкция може да издържи на същата сила с много по-малка маса? В сравнение с 2,9 килограма, решетката на седалката е леко тегло (Изображение: Autodesk).
Бионика отдавна изследва кои принципи и материални свойства могат да бъдат пренесени от природата в конструкции, проектирани от хората. Самолети, прозорци с ефект на лотос или вендузи са примери, които вече са успешно приети. Но в момента има граници на това, което е много сложно, като неправилни кристални форми. Тъй като действителната конструкция трудно може да бъде възпроизведена по отношение на дизайна или само с много усилия. Често получавате само копие, което никога не достига съвършенството на биологичния модел.
Така нареченият генеративен дизайн приема това предизвикателство. Той използва резултатите от синтетичната биология, която изследва принципите, които следва растежът на молекулите. Системите за изкуствен интелект работят с тези естествени алгоритми, за да ги пренесат към изискванията за проектиране.
Новите гуми на Mclaren P1, хибриден супер спортен автомобил, имитират мрежата от корени на дърво. Подобен на пчелна пита неправилен модел постига възможно най-висока стабилност с възможно най-малък разход на материал. Компютър изчислява оптималното разположение и дебелината на стените на пчелните пити, така че гумите да са идеално балансирани въпреки неравномерния модел. Autodesk работи върху инструмент за генеративен дизайн с проекта Dreamcatcher, въвеждайки в действие две технологии, които са от голямо значение за компанията: облачен и 3D печат.
Облачният и 3D печат го правят възможно
Изкуственият интелект и биониката сами по себе си не са нещо ново. Биолози, компютърни специалисти и специалисти по материали са изследвали тези области от дълго време. Но облачният и 3D печат внасят нова динамика и гарантират, че концепцията за генеративен дизайн се използва и извън лабораторията. Досега работата с изкуствен интелект е била запазена само за изследователски институции със суперкомпютри. Дори тогава изчисляването на дизайнерските варианти или симулацията на молекулен растеж отне няколко дни. Облакът с почти неограничената си изчислителна мощност позволява на всеки дизайнер с конвенционален CAD компютър да извършва такива изчисления.
Процесите на адитивно производство, като 3D печат, в крайна сметка правят възможно създаването на сложни форми, които са създадени. Фино разклонената мрежа от форми на екрана може да бъде оптималното решение за връзка между ос и тяло; Но превръщането на формата в реалност или не е възможно, или е много скъпо при използване на конвенционални процеси като шприцоване или фрезоване.
Генеративен дизайн: строителство без дизайнери?
Съвсем ясно: софтуерът за генеративен дизайн като Autodesk Dreamcatcher по никакъв начин няма да замени дизайнера. По-скоро трябва да го освободи от досадната основна работа. Софтуерът му помага да получи първоначална основа за проектиране, от която да може да работи по модела. Така че той не трябва да започва от нулата, да създава геометрични фигури или да оформя ръчно структури на ребрата. Това му оставя повече време за по-важни задачи, като например да следва нова дизайнерска идея и да експериментира - и в крайна сметка да стимулира иновациите.
Примерен цикъл на изчисление доведе до различни варианти на места за сядане, които са показани с информация за въведените параметри. Дизайнерите предварително определят рамковите условия за изчислението, например функционални изисквания, критерии за ефективност, спецификации на материалите и разходите (Изображение: Autodesk).
Генеративният дизайн променя начина, по който дизайнерът подхожда към работата си, както и самия процес на проектиране, който сега се основава на дефиницията на проблема, а не на дизайна. Вместо да се чуди с каква форма започва дизайнерът, той първо трябва да разгледа параметрите, с които трябва да работи изкуственият интелект. Така че той трябва да е наясно кой проблем иска да реши със своята конструкция. Трябва ли продуктът да бъде възможно най-лек или особено стабилен? Въз основа на това той получава различни строителни решения от софтуера, които трябва да бъдат оценени в следващата стъпка.
Много от генерираните варианти може да не отговарят на идеите на дизайнера или да не могат да бъдат приложени по други причини. Фактори като естетика или функционалност са аспекти, които изискват обученото око на дизайнера за оценка. Но продукцията на софтуер като Dreamcatcher не е непременно предназначена като завършен краен продукт, а като квалифицирана и утвърдена работна основа. Разработчиците в изследователския екип на Autodesk са открили, че дизайнерите използват генерираните варианти като предложения за по-нататъшен дизайн. Един стол все още трябва да има седалка и облегалка и да е сравнително удобен. Но наистина ли трябва да има четири крака, които са относително успоредни един на друг?
Подобно на 3D CAD, 3D печат или облак, генеративният дизайн също ще раздвижи и революционизира света на дизайна. Чрез комбиниране на принципите на природата, изкуствения интелект и креативността на дизайнера, продуктите вдъхват повече живот. Autodesk ще изложи на панаира в Хановер в зала 7, щанд C18. направете