Archiwa tagu: Design Museum

Zaprojektowane przez algorytm

Technologia, która samodzielnie projektuje trójwymiarowe obiekty podobnie jak natura, jednocześnie spełniając kryteria określone z góry przez człowieka, nie jest już fantazją. To dizajn generatywny. Oto kilka przykładów produktów, prototypów i koncepcji zaprojektowanych przez algorytmy – od mebli po implanty medyczne.

Niniejszy artykuł na temat dizajnu generatywnego powstał na podstawie informacji zebranych na wykładach i wystawach, które odbyły się w ramach festiwalu San Francisco Design Week 2017, konferencjach IDTechEx 2017 w Berlinie i Web Summit 2016 w Lizbonie oraz wystawie pt. „California: Designing Freedom” pokazywanej obecnie w Muzeum Dizajnu w Londynie.

 

Proces projektowy znany większości projektantom wzornictwa wiąże się ze żmudną, wieloetapową pracą i wprowadzaniem licznych poprawek poprzedzających powstanie ostatecznej wersji projektu. Oprogramowanie do projektowania generatywnego – nowe narzędzie projektowe – znacznie przyspiesza ten proces i, co najważniejsze, tworzy projekty, które nie mogłyby powstać w ludzkiej wyobraźni.

Tytuł nowego rozdziału w rozwoju oprogramowania CAD-owskiego brzmi: projektowanie generatywne.

Korzystając z oprogramowania generatywnego, projektant wprowadza do komputera dane na temat specyfikacji i ograniczeń związanych z danym projektem. W przypadku krzesła mogą to być np.: cztery nogi, siedzisko na określonej wysokości, maksymalna waga krzesła i jego udźwig, wybrany materiał. Zaprojektowaniem obiektu spełniającego te kryteria zajmuje się już samo oprogramowanie, a nie człowiek.

Algorytmy ewolucyjne wytwarzają tysiące (a nawet miliony) wersji projektu. Wszystkie przypominają trójwymiarową siatkę o złożonej formie. Każda jest zoptymalizowana pod kątem ilości materiału potrzebnego do wykonania danego przedmiotu.

Dizajn generatywny to nie tylko nietypowa forma. To również forma najbardziej zoptymalizowana.

W przeciwieństwie do człowieka algorytmy nie kierują się archetypami danego przedmiotu. W rezultacie otrzymujemy propozycje, które nie przypominają tego, co już znamy.

Mówiąc w dużym uproszczeniu, przy tradycyjnym podejściu do projektowania projektant zaczyna pracę od przygotowania szkiców, a następnie coraz dokładniej pracuje nad formą i doborem materiałów. Końcowy projekt, taki jak na przykład krzesło nr 1 (po lewej na powyższym zdjęciu), przekłada się na funkcjonalny produkt, ale podobny do tych, które już widzieliśmy.

Druk 3D i powszechnie stosowane dzisiaj oprogramowanie CAD-owskie otworzyły nowe możliwości w projektowaniu, dzięki czemu mogą powstawać takie przedmioty jak krzesło nr 2 o ażurowej konstrukcji nóg. Nadal jednak w projektach wyraźnie widać przyzwyczajenia człowieka do formy przedmiotu o określonej funkcji.

Dizajn generatywny zrywa z tym ograniczeniem. Oprogramowanie generuje wiele propozycji nietypowych form, jednocześnie spełniając ustalone z góry parametry techniczne.

Proces projektowy przebiegający z wykorzystaniem programu do projektowania generatywnego składa się – w skrócie – z następujących etapów.

Na początku pracy projektant określa na przykład to, że krzesło, które ma być wykonane ze wskazanego materiału, ma ważyć nie więcej niż 3 kg i wytrzymywać obciążenie wynoszące 90 kg. Następnie program wytwarza wiele możliwych rozwiązań i analizuje je pod kątem wytrzymałości na obciążenia.

Spośród zaproponowanych opcji człowiek wybiera te, które w najwyższym stopniu spełniają jego oczekiwania. Następnie może wykonać prototyp przy użyciu dostępnych technologii, np. druku 3D, i przeprowadzić w rzeczywistości testy wytrzymałościowe.

Programy do projektowania generatywnego naśladują to, jak natura wytwarza, akceptuje i odrzuca złożone formy.

Cyfrowe narzędzia do projektowania generatywnego można stosować do projektowania rozmaitych przedmiotów – od mebli po implanty. Oto kilka przykładów.

 

Generatywne art nouveau

Jak widać na powyższym zdjęciu, algorytmy mają wyjątkowy talent do projektowania krzeseł – prawdopodobnie sam Antonio Gaudi nie powstydziłby się projektu takiego „secesyjnego” krzesła.

 

Rama roweru

Generatywne projekty krzesła i ramy roweru były częścią prezentacji pt. „The Future of Making Things is Now”, która w czerwcu br. odbyła się w firmie Autodesk w San Francisco.

 

Podeszwa butów sportowych

Under Armour – duża amerykańska firma oferująca obuwie i odzież sportową – jest wczesnym adaptatorem technologii projektowania generatywnego. Już w 2016 r. firma wprowadziła na rynek buty treningowe Architech z podeszwą środkową wydrukowaną na drukarce 3D.

Spośród dostępnych technologii druku 3D do wykonania środkowej podeszwy Under Armour wybrało technologię selektywnego spiekania laserowego (SLS).

Buty Architech nadają się do wykonywania zarówno ćwiczeń, w których stopa potrzebuje bocznego podparcia, jak i do tych, w których kluczowe znaczenie mają elastyczność podeszwy, dobra amortyzacja i lekkość obuwia. Model Architech poprawia wydajność sportowca bez konieczności zmiany butów podczas wykonywania różnych ćwiczeń.

Nabrałeś ochoty na zakup tych butów? Niestety, są już wyprzedane. Podobnie jak nowszy model Architech Futurist.

 

Trucki deskorolki

Generatywna forma trucków deskorolki to efekt pracy Kalifornijczyków Daniele Grandiego i Johna Schmiera wykorzystujących oprogramowanie firmy Autodesk.

Prototypy trucków są częścią wystawy „California: Designing Freedom”, którą można oglądać w Muzeum Dizajnu w Londynie do 17 października br. Jeśli będziesz do tego czasu w stolicy Wielkiej Brytanii (np. z okazji London Design Festival w drugiej połowie września), zachęcam Cię do obejrzenia tej wystawy.

 

Węzeł konstrukcyjny

Po lewej: węzeł konstrukcyjny układu prętowego zespawany ręcznie. Po prawej: zoptymalizowana, znacznie lżejsza wersja węzła.

Element konstrukcyjny zaprojektowany przez algorytmy wykonano ze sproszkowanego metalu spieczonego laserem.

 

Wymiennik ciepła

Przekrój wymiennika o zoptymalizowanej przez algorytmy powierzchni wymiany ciepła.

 

Dizajn a bioinżynieria

Oprogramowanie Autodesk Within Medical umożliwiło zaprojektowanie porowatej warstwy implantu dolnej części kręgosłupa. Porowata struktura wzmacnia osteointegrację, czyli połączenie naturalnej kości z implantem.

Porowatą strukturę implantu kręgosłupa argentyńskiej firmy Novax DMA wydrukowano na zaawansowanej drukarce 3D.

 

Implant kości udowej

Na wykładzie pt. „How Functional Generative Design Reshapes Everything” zorganizowanym w ramach konferencji IDTechEx, która w maju br. odbyła się w Berlinie, Jesse Coors-Blankenship, założyciel i prezes firmy Frustum, opowiedział o możliwościach programu do projektowania generatywnego Generate działającego w chmurze.

Jednym z przykładów projektów zoptymalizowanych przy użyciu oprogramowania Generate jest implant kości udowej. Nagranie całego wystąpienia Coorsa-Blankenshipa z Berlina możesz obejrzeć poniżej.

https://youtu.be/NzSwBc_R1GY

Oprócz wymienionych przykładów technologię projektowania generatywnego można również wykorzystać do zaprojektowania podwozia samochodu, konstrukcji mostu czy nawet wnętrz biur i mieszkań. Na konferencji Web Summit 2016 w Lizbonie opowiedział o tym Carl Bass (członek zarządu w firmie Autodesk; do lutego 2017 r. był też jej prezesem) na wykładzie pt. „Design and the Future of Work”. Poniżej udostępniam nagranie tego wystąpienia.

https://youtu.be/eWT0eh8yZOk

 

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o dizajnie generatywnym i zadać pytania ekspertom w tej dziedzinie, zapraszam Cię na wywiad, który przeprowadzę z przedstawicielami firm Autodesk i In Silico na scenie Łódź Design Festival. Dizajn generatywny będzie tematem jednej z czterech rozmów, które odbędą się w ramach spotkania pt. „OD.NOWA: rozmowy o trendach”. Czas i miejsce: sobota, 7 października, godz. 12.30, sala wykładowa w Centrum Festiwalowym przy ul. Tymienieckiego 3 w Łodzi. Do zobaczenia!

Zdjęcie główne: materiały prasowe Under Armour. Pozostałe zdjęcia i nagrania wystąpień: TrendNomad.com.

Doceniasz pracę, którą włożyłem w przygotowanie artykułu o dizajnie generatywnym na podstawie informacji zebranych w San Francisco, Londynie, Berlinie i Lizbonie? Może chcesz postawić mi za ten materiał symboliczną kawę? Gdziekolwiek jesteś, możesz mi przekazać dowolną kwotę ze swojego konta PayPal lub karty kredytowej.

Wszystkie zebrane darowizny przeznaczam na finansowanie wyjazdów na targi, festiwale i konferencje o dizajnie i nowych technologiach – to na nich odkrywam tematy opisywane na blogu. Aby dokonać bezpiecznej transakcji, wystarczy kliknąć znajdujący się niżej przycisk. Dziękuję za wsparcie, odwdzięczę się kolejnymi materiałami na tematy, których nie znajdziesz w innych mediach.

Polecane artykuły

Wycieraczki się zmyły

Samoprowadzące się samochody do poruszania się po ulicach nie potrzebują ani kierowcy, ani wycieraczek na szybach. Czy autonomiczne pojazdy nie tylko pozbawią pracy zawodowych kierowców, lecz także doprowadzą do bankructwa dostawców niektórych części?

Jeśli prognoza zamieszczona w raporcie przygotowanym przez Business Insider Intelligence się spełni, to już w 2020 r. po drogach będzie jeździło ok. 10 mln samoprowadzących się aut, przy czym największy przyrost w badanym okresie nastąpi w roku 2019. Nasilanie się takiego trendu w kolejnych latach wiązałoby się m.in. ze zmianą stylu życia i struktury wydatków osobistych użytkowników autonomicznych pojazdów, a także z opracowaniem od nowa budżetów miejskich przeznaczanych na transport publiczny. Z jednej strony, nastąpiłby spadek zapotrzebowania na miejsca parkingowe, a z drugiej, pojawiłaby się potrzeba wyznaczenia na jezdniach dodatkowych pasów służących do zatrzymywania się na chwilę. Nie bez znaczenia dla rozwoju aglomeracji byłyby również wzrost komfortu i skrócenie czasu podróży do odległych dzielnic.

https://www.youtube.com/watch?v=DYTV4d-Gn0s

Korzyści wynikających z takiego technologicznego przeskoku może być bardzo wiele: od zmniejszenia liczby wypadków – a zatem spadku liczby ofiar śmiertelnych i rannych na drogach, a co za tym idzie ograniczenia wydatków na pogotowie, medycynę ratunkową czy rehabilitację – przez zmniejszenie korków, ograniczenie poziomu zużycia energii i zanieczyszczenia powietrza w miastach, po narodziny nowych modeli biznesowych opartych na bardzo tanich dostawach towarów (żywności, ubrań, mebli, by wymienić zaledwie kilka z nich) wykonywanych przez autonomiczne auta należące do firm kurierskich (polecam lekturę artykułu: „Rafał Brzoska chce stworzyć z Uberem system szybkich dostaw towarów”). Jeśli będziemy mogli często – nawet kilka razy dziennie – zamawiać online świeże składniki do przygotowania posiłków wraz z dostawą, to konieczność przechowywania zapasów żywności na kilka dni znacznie się ograniczy, a to z kolei wywrze wpływ na potrzeby dotyczące rozmiarów i wyposażenia kuchni.

Nie obejdzie się bez skutków ubocznych: tysiące, jeśli nie miliony zawodowych kierowców na całym świecie straci zatrudnienie, zakłady ubezpieczeniowe odnotują znaczny spadek liczby klientów, do budżetów miast wpłynie mniej środków pochodzących z mandatów (autonomiczny pojazd nie przekracza limitów prędkości), a dojazd do biura zacznie być wliczany do czasu pracy i będzie przeznaczany na wypełnianie służbowych obowiązków (jeszcze zatęsknimy za próżnowaniem i słuchaniem muzyki w korku). Zmiany mogą również boleśnie dotknąć producentów niektórych części samochodowych, wydawać by się mogło niezbędnych podczas jazdy samochodem.

https://www.youtube.com/watch?v=uCezICQNgJU

Prototypy autonomicznych samochodów zaprezentowane w ostatnim czasie przez Mercedesa i Google’a znacznie się od siebie różnią i są skierowane do innych grup docelowych. Pierwszy koncept dotyczy wyobrażeń na temat luksusu przyszłości i został opracowany z myślą o najzamożniejszych klientach, których będzie stać na zakup ekskluzywnego auta. Drugi to miejski samochód, który najpewniej zasili floty takich korporacji jak Uber, oferujących przewozy osób, czy firm kurierskich specjalizujących się w wykonywaniu szybkich dostaw niewielkich przesyłek ze sklepów czy restauracji.

Mimo że bryła Mercedesa F 015 Luxury in Motion jest hiperfuturystyczna, to w jego wnętrzu rozmieszczenie foteli zostało oparte na planie znanym od wieków z karety. Pasażerowie, tak jak dawniej w pojeździe zaprzęgowym, mogą siedzieć naprzeciwko siebie.
Mimo że bryła Mercedesa F 015 Luxury in Motion jest hiperfuturystyczna, to w jego wnętrzu rozmieszczenie foteli zostało oparte na planie znanym od wieków z karety. Pasażerowie, tak jak dawniej w pojeździe zaprzęgowym, mogą siedzieć naprzeciwko siebie.

Z myślą o osobach czujących dyskomfort podczas podróżowania tyłem do kierunku jazdy, a także tych przywiązanych do dwudziestowiecznych technologii czy lubiących własnoręczne prowadzenie auta w Mercedesie F 015 Luxury in Motion przewidziano możliwość obrócenia przednich foteli w stronę deski rozdzielczej, chwycenie kierownicy i przejęcie kontroli nad maszyną. Ale jeśli właśnie pada deszcz, to kierowcę czeka niemałe zaskoczenie: w samochodzie nie zainstalowano wycieraczek.

Google Car Design Of the year credits Trend Nomad
Makieta autonomicznego samochodu Google, zwycięzcy tegorocznej edycji konkursu Design of the Year 2015 w kategorii Transport.

To nie może być niedopatrzenie owładniętych wizją przyszłość projektantów Mercedesa, bowiem wycieraczek także nie zainstalowano na szybach Google Car. Można pomyśleć, że w przypadku prototypu z Mountain View brak wycieraczek na szybach może wynikać z niewielkiej ilości deszczu padającego w Kalifornii latem, czyli w okresie testowania autonomicznego auta, ale po dokładnym obejrzeniu wiernej makiety można nabrać pewności co do fałszywości tej tezy. Projektanci Google Car doskonale zdają sobie sprawę ze zmiennych warunków pogodowych. Tradycyjnych wycieraczek jednak nie brakuje, ale zostały one zainstalowane wyłącznie na dachu, a ściślej mówiąc – na kogucie, w którym mieszczą się czujniki skanujące otoczenie pojazdu. Niewielkie gumowe pióra nie służą do wycierania przedniej czy tylnej szyby, lecz do usuwania wody z kopuły, by praca aparatury pomiarowej przebiegała bez zakłóceń. Pióra wycieraczek zainstalowanych na kogucie wyraźnie widać na makiecie Google Car prezentowanej w Design Museum w Londynie na wystawie „Design of the Year 2015”.

Google Car wipers Design Of the Year credits Trend Nomad

Jeśli samoprowadzące się samochody przeznaczone na masowy rynek będą miały zainstalowane na dachach koguty mieszczące aparaturę skanującą otoczenie, to producenci wycieraczek mają szansę przetrwać, choć z pewnością zmieni się skala ich działalności. Jeśli jednak spełni się wizja prezentowana przez Mercedesa – z tylnej części dachu F 015 wystaje jedynie niewielka płetwa, nie ma tu ani jednego gumowego pióra, a o dobrą widoczność podczas jazdy w deszczu najprawdopodobniej dba system oparty na ultradźwiękach zapożyczony od myśliwców – to producenci tradycyjnych wycieraczek samochodowych będą musieli opracowywać dla siebie plan B. Dostawców innych ruchomych części samochodowych – kierownic, skrzyń biegów, wskaźników prędkości, wszelkich wihajstrów – nad którymi rozciąga się widmo spadku zamówień, może być zresztą znacznie więcej. Z drugiej strony, usługi, które będą się mogły rozwijać dzięki wkroczeniu na drogi autonomicznych samochodów, dopiero się narodzą.

Mercedesa F 015 miałem przyjemność oglądać w styczniu br. w Las Vegas na prezentacji przeprowadzonej przez Dietera Zetschego, prezesa zarządu Daimler AG i szefa Mercedes-Benz Cars, zorganizowanej w ramach targów CES, a makietę Google Car obejrzałem w kwietniu br. w londyńskim Design Museum na wystawie pt. „Design of the Year 2015” – można ją oglądać do 31 marca 2016 r.

Zdjęcia: TrendNomad.com

Google Car
Mercedes-Benz

Spodobał Ci się artykuł? Postaw mi za niego kawę. Możesz przekazać mi dowolną kwotę ze swojego konta PayPal lub karty kredytowej. Wszystkie darowizny przeznaczam na finansowanie wyjazdów na targi, festiwale i konferencje o dizajnie i nowych technologiach – to na nich odkrywam tematy opisywane na blogu. Aby dokonać bezpiecznej transakcji, wystarczy kliknąć znajdujący się niżej przycisk. Dziękuję za wsparcie, odwdzięczę się kolejnymi materiałami.

Polecane artykuły