Indholdsfortegnelse
Generativ design er en designudforskningsproces, der bruger AI til at skabe en lang række løsninger og idéer til komplekse problemer. Men betyder denne teknologi, at der ikke længere er brug for mennesker til at designe? Vil AI overtage designverdenen, som vi kender den? Lad os finde ud af det.
Generativ design anses generelt for at være det næste nye område inden for computerstøttet design.Den udnytter AI's kraft til at udvikle højtydende og meget sofistikerede gentagelser af design der hjælper med at løse komplekse udfordringer, som f.eks. at reducere komponentvægten eller optimere ydeevnen og gøre designene enklere.
Ved første øjekast kan det se ud som om, at generativt design kun bruges af ingeniører. Det er det ikke. Kunstig intelligens inden for design er en kraft, der har taget mange kreative industrier med storm.
Men bare rolig, der er ingen grund til at få Matrix PTSD og ingen grund til at føle, at maskinlæring overtager vores hårdt tjente job som designere. Vi forklarer dig, hvad generativt design er, hvor det kan anvendes, og (lettelsens suk) hvilke begrænsninger det har.
Kunstner: Sofia Crespo. Kunstværk: Belønningssystem. Billedkilde: Stir World
Hvor anvendes generativt design?
begrænsninger af den anvendte AI-algoritme er et nøglebegreb i generativt design.For at hjælpe dig med at forstå hvorfor, så tænk på følgende: Lad os sige, at du vil designe et stadion, men du har to principper, som du skal kæmpe imod: Du vil gerne have mange mennesker ind på stadion, men du vil også gerne have, at de alle skal have en god udsigt til kampen.
For at hjælpe dig med at forstå hvorfor, så tænk på følgende: Lad os sige, at du vil designe et stadion, men du har to principper, som du skal kæmpe imod: Du vil gerne have mange mennesker ind på stadion, men du vil også gerne have, at de alle skal have en god udsigt til kampen.
I stedet for at genopfinde Colosseum og vride hjernen i forsøg på at designe noget, der passer, er der en meget enkel matematisk formel, som du kan bruge til at kvantificere kvaliteten af udsigten, som derefter kan sættes i forhold til stadionets størrelse.
Så med et generativt system på plads kan du bruge disse to principper til at finde en løsning på en måde, som folk måske ikke har set eller tænkt på før.
Hvis du spørger dig selv "Hvornår skal jeg nogensinde designe et stadion?", så lad os se på et mere praktisk eksempel. Lad os sige, at du vil lægge fliser på en bordplade, der har en uregelmæssig form, og du vil gerne finde ud af det optimale design og den optimale form på dine fliser for at minimere mængden af spild. Det er her, at generativt design kan hjælpe.
Generativt design har næsten uendelige anvendelsesmuligheder, især i industrielle sammenhænge, som f.eks. i fremstillingsindustrien. Airbus, den berømte flyproducent, brugte generativt design til at gentænke en indvendig skillevæg i sit A320-fly.
Billedkilde: Manufacturing Leadership Council
Ved at udnytte kraften i generativ designsoftware fandt de frem til en løsning, der i sidste ende sparede 45 % af delens vægt, svarende til 30 kg. Denne vægtreduktion betyder, at flyet bruger mindre brændstof, hvilket igen vil reducere luftfartsindustriens CO2-fodaftryk som helhed. At spare 30 kg pr. fly i hele deres flåde svarer til at fjerne emissionerne fra 96.000personbiler hvert år.
I luftfartsindustrien har NASA brugt generativt design på en næste generation af planetariske landingsfartøjer, der skal nå Jupiters og Saturns måner.For at fuldføre sin mission skal landingsfartøjet operere i temperaturer langt under nulpunktet og modstå strålingsniveauer, der er tusindvis af gange højere end dem, vi oplever på Jorden. Ved hjælp af generativ designteknologi fandt Nasa sammen med Autodesk frem til en designløsning, der klarer sig godt under alle disse krævende projektparametre; en løsning, som en menneskelig ingeniør måske ikke ville have været i stand til at finde.i hvert fald ikke inden for samme tidsramme.
Autodesk er en af de førende virksomheder inden for generativ software i verden, og de er ikke kun førende inden for brugen af generativt design i rummet. Tag for eksempel bilindustrien.
På sidste års Autodesk University-arrangement var Design & Manufacturing Keynote centreret om "Elevate", et koncept fra Hyundai, som anvender generativ designteknologi til at udvikle et nyt køretøj, der kan "gå". Du læste rigtigt, et køretøj, der kan skifte mellem kørsel og "gåfunktion" for at nå et terræn, som man aldrig havde troet muligt før.
Mens et generativt designprogram kan hjælpe med at konceptualisere komplekse designløsninger, er 3D-printing den ideelle teknologi til at bringe disse komplekse former til live.
Billedkilde: Autodesk
Alt er bedre i 3D
Paradoksalt nok skaber generative designalgoritmer ofte meget organiske former, som er afgørende for bestemte typer af ydelsesfølsomme applikationer.
Disse modeller er ofte umulige at fremstille med konventionelle fremstillingsteknologier som f.eks. sprøjtestøbning. Men 3D-print og additiv fremstilling har åbnet døren på vid gab.
Hvis man tænker over det, er generativt design og 3D-modellering et perfekt match i himlen. Ingeniørens PB&J. Generativt design giver 3D-industrien hurtige og fleksible midler til at fremstille tredimensionelle modeller i høj opløsning af flere design-iterationer med henblik på et omkostningseffektivt slutprodukt.
Ved hjælp af additive processer, der gør det muligt at deponere tynde lag af materialer igen og igen, kan producenterne skabe dele af alle typer faste materialer fra plast til harpiks (SLA) og endda metal.
Dette interne gitter af en ydersål designet af New Balance er et perfekt eksempel på, hvordan organisk generativt design kan se ud:
Billedkilde: Fourtune.com
3D-print og additiv fremstilling har spillet en vigtig rolle i væksten af generative fremstillingsløsninger på tværs af industrier.
Det ville dog være misvisende at påstå, at generativ design kun er begrænset til 3D-printning. Additiv teknologi er oftest den mest optimale produktionsmetode. Men i nogle tilfælde kan du ud over additiv fremstilling også benytte dig af mere traditionelle fremstillingsmetoder som CNC-bearbejdning, støbning eller sprøjtestøbning.
Så hvad er fordelene igen?
For det første har vi samtidig udforskning.
Den måde, generativ design fungerer på, er, at designeren specificerer og indtaster alle kriterier for delens design, baseret på parametre som vægt, materiale, størrelse, omkostninger, styrke og fremstillingsmetoder.
Den generative designsoftware bruger algoritmer til at undersøge mulighederne for disse parametre og genererer tusindvis af designmuligheder. Derefter analyserer den AI-drevne software hvert design og bestemmer de mest effektive.
Generativ design er i stand til samtidig at udforske, validere og sammenligne tusindvis af designalternativer, som derefter vurderes af ingeniøren eller designeren, der foretager det endelige valg.Og så har vi selvfølgelig den hurtigere designtidsplan. Nogle gange kan traditionelt design være som et spil slagskib. Man kan prøve H3, og man kan få et hit eller et misser. Og så prøver man igen. Med generativt design kan man vurdere alle valgmulighederne på én gang. Virksomheder kan bruge generativt design til at opnå en konkurrencefordel ved at fremskynde markedsføringen af produkter.
For at bestemme designets geometri så hurtigt gør generative designalgoritmer brug af forskellige metoder, f.eks:
Biomimikry- en praksis, der efterligner naturen for at løse menneskelige designudfordringer
Morfogenese- den proces, hvorved en organisme, et væv eller et organ udvikler sin form
Typologioptimering- forveksles ofte med generativt design, men de er ikke det samme. Mere om dette nedenfor 👇
Topologioptimering vs. generativt design
Topologioptimering er en matematisk metode, der optimerer materiale layout inden for et givet designområde for et givet sæt af begrænsninger.Vi har også størrelsesoptimering i den forstand, som handler om at finde den form, der er optimal og minimerer omkostningerne, samtidig med at den opfylder et givet sæt regler.
Så når formen er fastlagt på forhånd, drejer topologioptimering sig om antallet af forbundne komponenter, der hører til eller kan passe ind i denne form.
Selv når man har defineret det, kan topologioptimering og generativt design stadig lyde ens, men forskellen ligger i den overordnede proces.
Topologioptimering begynder med en komplet menneskeskabt model, der er skabt i overensstemmelse med de forudbestemte belastninger og begrænsninger. Og den giver kun ét optimeret koncept til evaluering, baseret på det menneskeskabte koncept. Der er ingen automatiseret idéudvikling.
Det er her, det adskiller sig fra generativt design, som begynder med at indtaste begrænsninger, som derefter analyseres af en AI for at bestemme hundredvis eller tusindvis af topologiske koncepter.
Men tallene er ikke det eneste, der adskiller disse to processer fra hinanden. Hvad topologioptimering ikke tager højde for, er, at ethvert design, der udvikles på traditionel vis, i bund og grund er forudindtaget.
De er i bund og grund ingeniørens bedste bud på, hvordan man løser et problem. Dette udgør en stor trussel mod et designsystem, der er skabt til et mangfoldigt samfund. Og ikke nok med det, men den menneskelige hjerne er simpelthen mere tilbøjelig til at tænke på idéer, der ligner det, der hidtil er blevet gjort.I generativt design vil AI'en ikke blive påvirket af fordomme (i det mindste ikke så direkte) og kan udforske mere end det, vi kan forestille os. Vi skal bare sikre os, at vores eksisterende genveje, fordomme og fordomme ikke er hårdt kodet ind i kunstig intelligent teknologi.
Vil AI erstatte mig som designer?
For det første skal du forstå, at generativt design ikke er et helt nyt fænomen. Folk har brugt generativt design helt tilbage fra halvfemserne. Men det har aldrig været så udbredt og anvendt på tværs af så mange forskellige brancher, som det er i dag. Så det enkle svar på spørgsmålet er "nej".
I stedet for at lade en designer udarbejde en håndfuld koncepter, kan du bruge en algoritme til hurtigt at generere tusindvis af muligheder og bede designeren om at vælge den bedste.
Designeren skifter fra at være skaber til at blive redaktør. Hvad er der ikke godt ved det? Der er faktisk et par problemer.
Når man bruger generativt design, er der ingen forudbygget algoritme til at generere alle designmulighederne. Designerne skal skabe deres eget system fra bunden, hvilket ikke er nogen lille bedrift.
Af denne grund er mange generative designværktøjer begrænset til et begrænset antal designproblemer eller kun en del af designprocessen, hvilket gør denne fase af designprocessen dyr, usammenhængende og kedelig.
Desuden er kvantitet ikke ensbetydende med kvalitet. Generative designs genererer tusindvis af forskellige muligheder. Selv om det bliver fejret som en dyd, er der en ulempe: algoritmerne kan ikke rigtig skelne gode idéer fra dårlige, medmindre du fortæller dem, hvad der er godt eller dårligt. Det er igen her, at vores fordomme sniger sig ind.
Det er endnu en udfordring at sammenligne de mange, mange muligheder, som systemet giver os, og det kræver en meget dygtig person at gøre det, og for at gøre tingene endnu mere komplicerede hader mennesker at have for mange valgmuligheder. Vi står her over for "valgfrihedens paradoks": Flere valgmuligheder giver os flere muligheder for at træffe den forkerte beslutning, hvilket vi frygter.
Og lad os se det i øjnene - designere (og mennesker generelt) arbejder ikke på denne måde.
Generativ design koger designprocessen ned til tre trin: briefing, ideation og beslutningstagning. Dette er en grov oversimplificering af, hvad kreative folk rent faktisk laver.Designere følger ikke en lineær proces, og design er faktisk ret rodet. Det ved vi godt!
Sandheden er, at der er meget lidt konkret viden om design som en kognitiv proces, men én ting er sikkert: Teknologien er her ikke for at erstatte os og vil sandsynligvis aldrig komme til det. Den generative designproces kræver i sig selv, at en designer ikke blot forstår og bestemmer parametrene, men også analyserer de bedste løsninger i sidste ende. En AI har simpelthen ikke evnen til at forstå problemet i sig selv. Den udfører på grundlag af det indtastede designmål.
Mens du måske går amok, når du forestiller dig, hvad en AI faktisk er i stand til, er der i generativt design fokus på en lidt anden form for kunstig intelligens: en klasse, der kaldes "søgealgoritmer", som ikke ligefrem er et neuralt netværk, der er i stand til at lære og tilpasse sig af sig selv.
Fordelen ved søgealgoritmen er, at den ikke behøver at vide noget om det indre af den del, der skal konstrueres. Den vil konstruere en stol uden grundlæggende at vide, hvad en stol er.
Disse algoritmer er faktisk afhængige af gentagne test i stedet for direkte løsning. Så generativt design løser ikke dit problem, men det undersøger så at sige problemet uden for boksen. Det er designerne og ingeniørerne, der skal finde ud af det.
Kan generativt design blive kreativt?
Det er helt sikkert.
Nu hvor vi har forstået, at der ikke er noget at frygte, skal vi se på nogle uventede eksempler på generativt design, som vil få dig til at blive forelsket i det eller i det mindste til at holde af det som en ven.
Her er et eksempel på et digitalt maleri skabt af det Paris-baserede kollektiv Obvious ved hjælp af kunstig intelligens. Kan du gætte, hvor meget det blev solgt for?
Billedkilde: LiveScience
Det blev auktioneret for hele 432.000 dollars hos Christie's - det første auktionshus, der har sat et kunstværk genereret af en algoritme under hammeren. Det samme auktionshus, der solgte Beeples NFT til 6,8 millioner dollars.
Obvious har skabt værket ved hjælp af generativt design og inputinformationer fra 15.000 portrætter. Man kan bogstaveligt talt se AI'ens designproces. Portrættet forestiller en mand klædt i en mørk frockcoat med en almindelig hvid krave, der skinner igennem. Den mest interessante del af kunstværket er nok, at det er signeret med den matematiske formel for de algoritmer, der er brugt til at skabe det.
Et andet eksempel er et sæt marmorvaser og -borde skabt af den irakiskfødte designer Layth Mahdi. Værkerne har smukt flydende former og bølgende overflader, som er designet af en AI og bygget af rigtige robotter. "Robotten fungerer for mig som en digital, meget fleksibel og alligevel præcis snedker. Jeg tror, at fremtiden er kollaborativ," sagde Mahdi i et interview med Dezeen.
Billedkilde: Dezeen
Her er en 3D-printet maske af Alessandro Zomparelli, som hævder, at brugen af computeralgoritmer i design er som "at forme med et nyt materiale". Som en del af hans Carapace-projekt består kollektionen af en række skræddersyede masker, som er designet og printet i henhold til 3D-scanningen af bærerens ansigt. Hver maske er således designet til en bestemt person.
Navnet på projektet er ikke tilfældigt - carapace er den øverste del af skeletet på krebsdyr (krabber) eller edderkopper (edderkopper). Alessandro Zomparelli har udviklet sin egen algoritme til at generere unikke mønstre i maskerne baseret på de mikrostrukturer, der findes i disse små dyrs skaller. Et perfekt eksempel på biomimikry.
Billedkilde: LinkedIn
For at vise, hvor mange forskellige designs der kan skabes med generativ software, kan vi tage et kig på noget, som vi bruger dagligt i vores liv.
En simpel stol kan forvandles til noget, der ligner et kunstværk. Ved at spørge en generativ algoritme om, hvordan mennesker kan hvile deres kroppe ved hjælp af et redskab, der bruger mindst muligt materiale, skabte designer Phillipe Starck den første stol nogensinde, der er designet af kunstig intelligens.
Designprocessen føltes for Starck som en samtale med en algoritme, der kan se på problemet med et nyt øje. Dette er resultatet:
Billedkilde: Fast Company
Er generativt design et værktøj, du kommer til at arbejde med som designer? Er det fremtiden eller bare en modefænomen? Lad os vide, hvad du mener i kommentarerne!
Og glem ikke at downloade Vectornator for at komme i gang med dine innovative nye designidéer!
