新兴技术使用算法来生成设计解决方案的所有可能排列

2019-12-04 17:14:22

据软件专家称,无需人为干预即可生成产品和建筑物最佳形式的生成设计工具将改变物理世界和设计师的角色。该软件可以自动使飞机更轻,建筑物更坚固,教练员更舒适-由设计师充当“策展人”,而不是做出所有决定。

新兴技术使用算法来生成设计解决方案的所有可能排列。设计人员只需输入一组参数,然后选择软件生成的最佳结果。

模仿生物在自然世界中进化的方式的生成设计是Autodesk大学的热门话题-去年11月在拉斯维加斯举行的为期三天的技术会议。

软件公司Autodesk首席技术官杰夫·科瓦尔斯基(Jeff Kowalski)表示:“生成式设计与我们传统上的设计方式背道而驰。“但是这些技术并不是威胁,它们更像是超级大国。”

数字设计方法依靠云计算来基于一组固定参数创建多个选项。由于该软件模仿大自然创建可能的最有效结构的方式,因此通常会产生流体状的格子状形式。

从运动鞋品牌New Balance于2015年推出的运动鞋中底(针对每个跑步者进行个性化设计)以及设计师Joris Laarman的3D打印项目(从家具到整个桥梁),都可以看到结果 。

在最近完成的Elbphilharmonie上也可以看到这种美学,其内部使用该技术针对音乐表演进行了声学优化。

生成设计与参数设计相似,后者涉及用户逐渐调整空间参数,直到达到所需的形式。它负责Zaha Hadid Architects,MAD Architects等的一些具有未来感的建筑。

但是通过生成设计,参数是固定的,并且计算机可以快速构建所有可能的解决方案供用户选择-在学习过程中了解他们的偏好。

建筑师和设计师可以指定他们想要的结果-椅子,平面图或立面样式-以及材料,制造方法和成本约束等参数。

Autodesk策略师Diego Tamburini说:“计算机不仅会产生形状,而且还会产生很多很多选择。”他将该方法描述为一种“强力方法”进行设计。

许多设计师正在尝试生成设计,以产生新形式并改进现有产品。

意大利设计工作室MHOX的 Alessandro Zomparelli 使用自己的定制软件生产3D打印的时尚配饰,他说用计算机算法进行设计就像在探索一种新材料。

他在2015年由Dezeen拍摄的电影中说道:“今天成为一名设计师是令人兴奋的,因为我们拥有使我们能够创造出令人难以置信的数字工具。我们有兴趣探索这种技术发展的美学后果。”

设计师弗朗西斯·比通蒂(Francis Bitonti) 最近使用生成设计来减少年轻脊柱侧弯患者佩戴的矫形矫正器的尺寸和重量。

该技术还使牙套易于为佩戴者量身定制,并创造出一种产品-具有弯曲的形状,看上去更“时尚”。

生成设计始于1990年代初期,最初用于创建简单的艺术品和动画。

但是,现在它正渗透到各种各样的CAD程序中,因此可供更多的设计师使用。

通过使用远程Internet服务器网络存储,管理和处理数据,计算机处理能力的提高和云计算的可用性也正在加速普及。

当前可用的生成设计平台包括NodeBox,Element和Generate-所有这些都提供相似的工具。

Autodesk将于今年初推出自己的生成设计工具Dreamcatcher。它将被集成到公司当前的某些3D设计软件程序中,例如Fusion 360和Inventor。

Dreamcatcher的开发使其能够处理比以前的生成设计工具更广泛的参数,并且已经用于配置室内设计,甚至设计整个建筑物。

科瓦尔斯基说:“我们正在成功地创建适用于制造业的系统,现在正尝试将其应用于建筑的另一种环境。”

它经过修改,能够根据建筑物用户的不同需求,以最佳的自然光,有效的流通和布局来计算和绘制平面图。

员工迁入之前,Autodesk正在使用它来测试公司在多伦多新办事处的选项。

科瓦尔斯基说:“可以对这些指标中的每一项进行单独评估,并对其打分,以便我们知道哪些指标最公平,最公平,最终可以使计划的质量最大化。”

他认为,这些升级将改变设计师与计算机之间的关系。

“作为用户,设计师,我们在生成式设计中的角色已从与计算机的这种指令关系改变了-'在这里做,在这里放这行,在这里做这堵墙,在这里做一个零件的孔'-”策展人。”

“我们更加依赖计算机来同时创建和评估选项,并向我们展示整个解决方案空间的样子,然后再进行承诺。”

由于该软件仅在必要时添加材料,因此像3D打印这样的增材制造过程很容易产生最终的有机形式。

Tamburini告诉Dezeen:“我们将越来越多地看到周围的有机形状,因为这些形状最适合轻量化。”

他继续说:“由于采用了先进的设计技术,汽车将变得更轻,飞机也将变得更轻。” “在轻量化至关重要的行业领域,他们将吃光这一点。”

生成式设计有望节省设计过程的时间,通过创建最有效的结构来节省材料,并通过制定出最具成本效益的制造方法来节省资金。但这并不是没有潜在的怀疑者。

设计师可能会从工作中删除很大一部分创作过程,从而感到受到威胁的风险–每次只能在一组选项之间进行选择。

Kowalski的目的是确保生成设计将使设计师能够比以往更进一步地推动产品的形状和功能,而Tamburini表示,随着技术的广泛采用,设计师的作用肯定会发生变化。

他说:“我们的人力将减少在成形或3D建模方面的工作,而在真正了解我们的设计要求方面则更多。”

他补充说:“我们想要得到什么?我们的边界条件是什么?我们的运营假设?这是人类最擅长的。”

随着即将推出的Autodesk软件以及即将推出或即将推出的其他许多软件,随着生成式设计的激增,可以期待许多类似的创新。

医疗保健,运输,家具和建筑行业已经开始流行-稳定地创造了一个更加轻巧和弯曲的世界。

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