Мечтают ли андроиды о правках: разбираемся, что такое генеративный дизайн
Что будет, если привлечь искусственный интеллект к дизайну и проектированию сложных инженерных конструкций? Экономичные эко-френдли решения, футуристичный дизайн и море новых возможностей. Рассказываем про Generative AI, или генеративный дизайн, в нашем новом материале, посвященном будущему инноваций.
AutoDesk
Что это такое?
Генеративный дизайн — это процесс исследования дизайна, использующий возможности искусственного интеллекта для создания сложных решений в области проектировки. Например, для снижения веса компонентов, оптимизации производительности или для упрощения дизайна.
Искусственный интеллект позволяет инженерам и дизайнерам работать и исследовать геометрические формы за пределами человеческого воображения. Работая с инструментами генеративного дизайна, нужно не рисовать или загружать детали, а задавать показатели ограничений и целей проектирования. Можно вводить ограничения по размерам, весу, стоимости, выносливости, а также выбирать материал и технологию изготовления. В результате Generative AI предоставляет несколько подходящих дизайнерских решений, лучшие из которых можно доработать.
«Это захватывающее событие не только для строительного сектора, но и для многих других отраслей промышленности. <…> по-настоящему захватывающим является то, что этот метод потенциально может быть применен в любой отрасли, где используются сложные, высококачественные металлические изделия», — Саломе Гальярд, руководитель Arup.
В отличие от оптимизации топологии — метода создания эффективных инженерных конструкций с учетом заданных ограничений — Generative AI создает дизайнерские проекты с нуля.
Генеративный дизайн на практике
Не так давно в AirBus создали прочную, но легкую перегородку для судна самолета благодаря генеративному дизайну — это самая большая деталь самолета в мире, напечатанная на 3D принтере. По решению дизайнеров вид перегородки имитирует органическую клеточную структуру и рост костей, которые присущи живым организмам.
AutoDesk
Технологии 3D печати облегчают кастомизацию продукта, а также намного меньше ограничены геометрическими рамками, чем классическое производство. В сочетании с таким подходом функционал генеративного дизайна расширяется в разы.
«Используя возможности программного обеспечения generative design, они разработали решение, которое в конечном итоге позволило сэкономить 45% веса детали, равного 30 килограммам. Это снижение веса означает, что самолет потребляет меньше топлива, что, в свою очередь, уменьшит углеродный след авиатранспортной отрасли в целом. Сокращение на 30 килограммов на самолет во всем их парке эквивалентно сокращению выбросов 96 000 легковых автомобилей в год», — рассказали в компании.
С помощью генеративного дизайна получается создавать абсолютно невероятные вещи, например, детали в четыре раза легче и в два раза меньше, которые справляются со своими задачами ничуть не хуже.
Пример оптимизации стальных узлов, слева направо: традиционный узел, AM Node 1.0 и AM Node 2.0, все с одинаковыми функциональными и структурными характеристиками.
Topology Optimisation for Steel Structural Design with Additive Manufacturing
Многие слышали о дизайнерском проекте General Motors вместе с AutoDesk, основанном на искусственном интеллекте и облачных вычислениях для разработки легковых и грузовых автомобилей. Новые технологии позволили полностью переосмыслить компонент крепления ремня безопасности, при этом сделав его на 20% прочнее и на 40% легче.
AutoDesk
«Эта революционная технология обеспечивает огромный прогресс в том, как мы можем проектировать и разрабатывать компоненты для наших будущих автомобилей, чтобы сделать их легче и эффективнее», — заметил вице-президент General Motors Кен Кельцер.
Преимущества генеративного дизайна
Генеративный дизайн уже сейчас позволяет создавать сложнейшие конструкции, экономя время, силы и деньги производителей. Принцип работы машинного обучения позволяет предполагать, что в ближайшие годы Generative AI научится справляться с большим количеством задач и сможет предлагать еще более сложные и креативные решения.
«Генеративный искусственный интеллект улучшит качество, производительность и доступность цифровых продуктов, сократив при этом время, требующееся для выхода на рынок. Чтобы получить эти конкурентные преимущества, лидеры разработки программного обеспечения должны внедрить генеративный ИИ уже сейчас, внеся изменения в людей, процессы и инструменты», — описал Gartner.
В качестве ключевых преимуществ генеративного дизайна можно выделить следующие принципы:
- разнообразие решений. По заданным параметрам программа может предложить 1000 подходящих вариантов, каждый из которых в дальнейшем можно доработать;
- скорость дизайнерских и вычислительных процессов. То, что занимало месяцы ручной работы, Generative AI способен сделать в кратчайшие сроки;
- возможность производить сложнейшие вычислительные операции. Генеративный дизайн способен исследовать, валидировать и сравнивать между собой тысячи дизайнерских прототипов, оставляя в конечной выдаче максимально эффективные.
Однако не стоит переживать, что дизайнеры теперь потеряют работу. Хотя технологии генеративного дизайна действительно будут становиться все доступнее и все более распространенными, финальная редактура останется за человеком.
Полный текст статьи читайте на Компьютерра
