Будущее
Imprinta
449

Генеративный дизайн — революция в 3D-печати?

Как вы думаете, захватят ли роботы мир? Уже сегодня и совсем рядом с вами создаются удивительные и абсолютно новые предметы, конструкции которых намного легче и эффективнее. И дело тут не в гениальности человеческого разума, а в гениальности искусственного интеллекта.

В закладки

Что вы видите на этой фотографии? Как вы думаете, какой вес может выдержать эта конструкция? Не внушает доверия, правда?

Но погодите! Ваш мозг вас просто обманывает! И мы уверены в своих словах, ведь искусственный интеллект создал их все и провел испытания для каждой из конструкций.

Эта удивительная методология появилась еще в 1960-м году. На тот момент не существовало технологий, которые позволили бы снизить металлоемкость проектируемых изделий. Но наука не стоит на месте. И с приходом вычислительного моделирования, компьютерных технологий и методов конечных элементов ученые пришли к тому, что появился совершенно новый математический инструмент, который позволяет проанализировать напряженно деформированное состояние самих деталей.

Зная это состояние мы можем уменьшить - или вовсе исключить! - неэффективные материалы. Все эти знания ученые сложили в целую систему - и назвали ее «топологической оптимизацией».

Почему понять эти принципы так важно? Именно на этот математический аппарат опирается генеративный дизайн.

Довольно часто генеративный дизайн сравнивают с биологическим дизайном. Взгляните, это действительно похоже на какой-то совершенно удивительный скелет или переплетения ветвей деревьев.

Настоящая конкуренция с природой!

Главным толчком в развитии генеративного дизайна стала 3D печать металлом. Но металл - это ооочень дорого. Однако, наука не стоит на месте и уже разработаны особо прочные композиционные материалы, которые могут стать достойной альтернативой.

Такие решения чаще используют в сферах, где важно сэкономить каждый грамм: космические аппараты, авиастроение, инновационное машиностроение. Другая смежная задача — экономия дорогих материалов (сложные сплавы, редкие металлы). Генеративный подход в проектировании позволяет некоторым компаниям тратить на 30-50% меньше материала.

Что по применению?

Компьютер – не человек, он не требует прихода вдохновения. Он просто делает. И тем он лучше нас.

Само программное обеспечение можно регулировать, задавая определенные параметры для создаваемой конструкции. Например, инженер может поставить задачу создать легкий, надежный и недорогой вариант. В свою очередь компьютер создаст десятки тысяч вариантов, из которых выберет единственный – соответствующий всем критериям.

Когда инженерам Airbus потребовалось снизить расходы топлива для лайнеров, они решили снизить вес самолетов, облегчив внутренние перегородки. Генеративный алгоритм предложил вариант конструкции перегородки, который выглядел как набор случайных осей. Однако такая конструкция соответствовала всем требованиям: снижала вес отдельных модулей самолёта до 45%, сохраняя прочность всей системы.

Даже NASA участвует в этом, делая легче свой аппарат для миссий на Юпитер и Сатурн. При помощи генеративного дизайна Autodesk смогла уменьшить вес ног посадочного модуля на 35%.

Чем глубже погружаешься в тему, тем сильнее генеративный дизайн захватывает!

Поэтому мы решили создать свой вариант синтеза генеративного дизайна и аддитивных технологий.

Мы напечатали (угадайте чтоооо?) стойку антикрыла автомобиля.

Эти стойки напечатаны из углеродонаполненного ABS, и мы установим их на автомобиль, прикрепим антикрыло и будем разгоняться, пока не отвалится! В лучших традициях Импринты)

А дальше мы проверим, выдержат ли напечатанные стойки расчетную нагрузку на самом деле. Испытания будут проводиться в полевых условиях (на гоночной трассе). Скорость автомобиля - 200 км/ч.

Что из этого получилось, можно посмотреть в нашем видео:

{ "author_name": "Imprinta", "author_type": "self", "tags": [], "comments": 11, "likes": 3, "favorites": 7, "is_advertisement": false, "subsite_label": "future", "id": 128907, "is_wide": false, "is_ugc": true, "date": "Fri, 22 May 2020 07:42:08 +0300", "is_special": false }
0
11 комментариев
Популярные
По порядку
Написать комментарий...
2

По поводу генеративного дизайна меня один вопрос занимает: а именно, на сколько полученные конструкции выносливы при частичном разрушении. Например, если этот элемент подвергнется коррозии или внешней деформации, то не разрушится ли вся деталь?

Ответить
1

Как сконструируешь так и будет.

Ответить
0

Тоже самое актуально и для конструирования человеком, только здесь конструкции равнопрочны, а посчитать варианты, в том числе и с коррозией проще. 

Ответить
–1

ну ОК - просчитаешь вариант с возможным воздействием коррозии и последующим разрушением этой перемычки и соответственно всей детали - результатом будет вариант конструкции с перераспределением нагрузки от этой перемычки к соседним с их одновременным утолщением - и так со всеми этими отдельными элементами - на выходе получим конструкцию близкую к классической - максимально сплошного вида - типа куска материала с несколькими отверстиями разной формы для выборки излишнего материала с целью облегчения - пример той же стойки антикрыла (спрашивается - а нафига козе баян?):

Ответить
0

А если посчитать вариант с разрушением коррозией перемычки в классической конструкции, то окажется, что надо брать просто цельную болванку, желательно из чугуния и потолще! Так можно что угодно начитать. Только причем тут генеративный дизайн? Оно ведь все равно только упростит просчет вариантов для любого набора условий, который будут поставлены. Это только инструмент.
Винить молоток в том, что он прибил тебе палец несколько глупо. 

Ответить
2

Ох, не могу не скаламбурить про "дегенеративный дизайн")) А статья, конечно хорошая.

Ответить
0

 захватят ли роботы мир?

Конечно, захватят. Так же, как его захватили автомобили, телефон, интернет и проч. "плоды прогресса".

Они уже внедрились на заводы и склады. Про них снимают фильмы и пишут книги. Они медленно и неотвратимо ассимилируются среди нас, с каждым годом вытесняя нас на обочину цивилизации.

Скайнет? )) Слишком грубо, придумано человеком. Роботы - гораздо тоньше и изящнее. Постепенно, последовательно, безостановочно.

Ответить
1

"Захватят" только в той части, где замена ими людей целесообразна. А это далеко не везде. Разгрузка человека от рутины, повышение эффективности человека. А другого никому и не надо. Экскаватор не вытеснил людей на обочину цивилизации. И даже лопаты никуда не делись. 

Ответить
0

Сегодня ИИ уже сочиняет музыку и пишет поэмы, даже комменты в чатах. Мы с вами больше не нужны, Роман. Надо это признать и последовать славному примеру Му-Му, уступая дорогу ботам как существам более совершенным, чем мы.

Ответить
0

Кому не нужны? Уже давно очень очень много людей можно заменить. Кого достаточно простой и тупой техникой, кого роботами на сборочных линиях. Но этого не происходит. Просто потому, что люди гораздо дешевле роботов в ряде случаев. Гораздо более универсальные и при прочих равных их использование оказывается просто экономически целесообразнее. Пока это выгодно - это будут использовать. До тех пор, пока завод выгоднее построить в "развивающейся" стране, чем городить роботов - роботы будут не нужны. А это будет еще ооочень долго :) 
Совершенство никому не нужно. Совершенство это обычно не выгодно. 

Так что, к моему сожалению, заменить меня роботом пока что нельзя. Я бы может и рад отдать ему тяжелую и тупую работу, но увы :( 

Ответить
0

 Кому не нужны?

А никому не нужны. Вся история с карантином показывает, что люди - слабое и лишнее звено. Если роботы начнуть платить налоги - это будет последним гвоздем в крышку гроба человека.

Ответить

Прямой эфир