Генеративный дизайн - эволюция цифрового дерева бонсай: 15 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-13 06:58

Я начал работать с исследовательской группой Autodesk с Dreamcatcher около 2 лет назад.

В то время я использовал его для проектирования космических кораблей.

С тех пор я полюбил этот программный инструмент, поскольку он позволяет мне исследовать тысячи дизайнов и вариантов, которые я никогда бы не вообразил из-за нехватки времени.

У него также есть петля обратной связи, я не могу не видеть дизайн, меня вдохновляют многие дизайны, которые появляются на пути итерации.

Путь очень похож на масштабирование времени. 1000 лет в сутки. Единственное, что я действительно понял, которому 1000 лет, - это деревья секвойи в Калифорнии, в частности в Большом бассейне. Есть дерево, которое отмечает на кольцах даты событий в Истории. Ходить среди этих деревьев очень унизительно.

Решения Ловца снов, такие как деревья, являются продуктом окружающей среды, а также нагрузок и ограничений, которые применяются в течение всего срока службы. Небольшое изменение, и дерево может быть совершенно другим.

Шаг 1. Генеративный дизайн, существующая геометрия - порты

Сначала немного предыстории.

Если у вас есть два блока, A. и B.

Вы хотите их соединить.

Ловец снов синтезирует геометрию на основе вашего ввода.

Шаг 2: Генеративный дизайн, существующая геометрия - препятствия

Если вы хотите, чтобы ваша соединяющая геометрия находилась только на ближайших друг к другу гранях, и нигде больше, вы должны МАСКИРОВАТЬ деталь, чтобы новая синтезированная геометрия не могла соединиться.

Это будет дополнительное тело или тела существующей геометрии.

Шаг 3. Генеративный дизайн, инициализация - создание первой итерации

Первая итерация включает всю существующую геометрию.

(это может быть что-то еще с использованием геометрии Seed - здесь не рассматривается;))

Шаг 4: Генеративный дизайн, создание и развитие

На основе приложенных нагрузок и настроек решателя вы получите синтезированную геометрию, подключенную к вашим существующим портам A. и B.

Важно отметить, что будущее подобных инструментов выходит далеко за рамки создания чего-либо оптимального, неясно, будет ли окончательная форма когда-либо создавать структуры. Прямо сейчас инструмент существует. Это потрясающе. В настоящий момент он может выполнять оптимизацию топологии и ферм. Он используется для синтеза геометрии.

Процесс ограничений или целей высокого уровня, а также вычислительная обработка, которая ищет тысячи или миллионы потенциальных решений, изменят нашу жизнь так, как мы не можем себе представить. В этом сила использования этого инструмента сегодня. Вы можете заглянуть в будущее, и оно RAD!

Сделаем лампу!

Шаг 5: Генеративный дизайн: ранний отказ, групповой проект, рост на 1000 лет

Одним из первых вещей, которые я сделал на пирсе, я решил сделать лампу … первая попытка не удалась, но у нас появилась возможность сделать групповой проект. Лампы появились в результате этого сотрудничества.

Шаг 6: Групповой проект

ПРОЕКТНАЯ ГРУППА:

Мы хотели создать красивый фонарь, который привнесет тепло в наше пространство на пирсе 9. (Air-ea)

Мы использовали два отдельных подхода к дизайну: один для основания фонаря, а другой - для компонента освещения фонаря.

Прототипы были напечатаны на Makerbot Replicator 2, а прототипы Objet Electronics были рассчитаны на большую версию, но из-за временных ограничений были изменены, чтобы соответствовать уменьшенной версии.

Команда дизайнеров:

Чарли Катрич

Мэри Франк

Майкл Кёле

Майкл Вергалла

Шаг 7: начните с существующей геометрии

Верхнее кольцо и нижнее кольцо - это порты.

Остальное - препятствия

Входы в Dreamcatcher были разработаны в Fusion 360.

Есть две важные функции САПР, которые становятся загруженным портом и фиксированным портом.

Кольцо, на котором висит лампа. (Фиксированный)

Кольцо, в которое входит освещенная часть лампы. (Загружено)

Остальная геометрия представляет собой произвольные препятствия, которые позволяют помещать лампу в кольцо и помогают контролировать некоторые зоны, не допускающие попадания внутрь, например, внутри подвесного кольца. Это значит, что там, где я хочу продеть петлю из веревки, чтобы повесить сборку, ничего не растет.

После настройки параметров генерации модель «ставится в духовку».

На следующее утро у меня есть ~ 2000 дизайнов, основанных на моих ограничениях.

Первые прототипы были созданы без последних 3 больших долей. (2-е изображение)

Первый прототип не позволял легко интегрировать лампу в сборе.

Шаг 8: Исследование дизайна, выбор, интеграция

Я выполнил 3 определения проблем с разными вариантами нагрузки и параметрами решателя.

К утру понедельника у меня было 6000 дизайнов !!!!

Самое интересное в «Ловце снов» - это то, что вы создаете интересных существ, нуждающихся в исследовании.

Я взял подмножество проектов, которые были объединены, и некоторые из них, которые находились на горизонте событий, и начал печатать их для обсуждения командой.

А пока я буду преследовать этот инопланетный дизайн как можно дальше по кроличьей норе!

Оххх посмотри как круто смотрится !!!!

Дизайн яиц потрясающий, потому что мы ищем множество способов поиграть со светом с помощью процессов трехмерной печати из нескольких материалов. Сложность "бесплатна" (я ненавидел это клише)

---------------- Отпечатки базы фонарей готовы. Время выбирать в команде!

У нас есть победитель!

Первое изображение, крайнее левое.

Мы планируем напечатать один с высотой 170 мм по оси Z, но Fortis не был доступен, поэтому мы должны сделать окончательный компонент яичного фонарика, который подходит для небольших моделей (100 мм по оси Z).

Шаг 9: последний групповой фонарь

Все это собрано вместе, и это великолепно!

Оба финальных отпечатка яиц при освещении дают теплое, гостеприимное сияние.

В сочетании с базами ловцов снов мы достигли того, к чему стремились:

Единственный в своем роде фонарь, в котором используется новейшее программное обеспечение для проектирования и параллельные рабочие процессы.

Шаг 10: цифровой бонсай

Мне нравится проблема, и я хотел еще раз ее разжевать. Две отдельно стоящие части, представленные на выставке, представляют собой исследования не подвесной лампы, а решения проблемы, перевернутой вверх дном. Я проверил множество случаев с постепенным увеличением нагрузок, а также спроектировал монтаж электроники в Dreamcatcher. Бывают моменты, когда дизайн совершает скачки эволюции. Это действительно круто … он движется в определенном направлении … а потом что-то кардинально меняется, и он начинает оседать. Это одна из причин, по которой я люблю исследовать с помощью этого инструмента, это похоже на наблюдение за жизнью. Видение будущего и развитие действительно потрясающе. Каждая версия программного обеспечения лучше предыдущей.

Люди видят цифровой объект в законченном виде, и чего-то не хватает, иногда это мазок кисти или что-то еще без слов. Процесс генеративного проектирования - это цифровое ремесло, игра между создателем и вычислительным ресурсом. В зависимости от человека калькулятор ТИ-89 выглядит как калькулятор или как мощный инструмент.

Это быстро войдет в массовое использование и будет принято. Я думаю, что сила не только в структурных компонентах, но и в мультифизических решениях. Решения, которые могут создавать сообщества, гармонирующие с микроклиматом и природным окружением. Тратя меньше энергии и тепла.

Готовая деталь важна. Я боролся с этим последние 6 месяцев. Наверное, дольше! хахаха

Одни только 3D-принты в настоящий момент не связывают с людьми. В некоторых случаях есть модные предметы или подходящие дизайны, но сам по себе объект, напечатанный на 3D-принтере, не несет в себе той привлекательности, которую он когда-то имел.

Как развиваться?

Шаг 11: База из красного дерева

В начале резиденции я увидел несколько кусков «лома» красного дерева. Я чувствовал связь с деревьями, и их возраст повлиял на меня. Они были идеальной платформой для этой работы.

Во время шоу у меня была почти вся электроника, но батарей хватило всего на пару часов. Я действительно испортил время с солнцем. Моя основная работа была с подсветкой, когда я представлял ее ночью. Это произведение не засветилось.. в любом случае это был хороший урок.

Я доделал все блоки электроники и протестировал их после выступления.

Шаг 12: дерево бонсай приносит плоды

В нетрадиционном виде эти деревья плодоносят.

Управление освещением осуществляется с помощью телефонного приложения, которое регулирует цвет и интенсивность.

Они будут очень хорошо смотреться в моем первоначальном видении их в лесу, на природе. Висящий по тропе.

Шаг 13: Генеративный дизайн, интерфейс электроники

Все это время у меня был один эксперимент. Я хотел сделать как можно меньше возможностей с помощью алгоритмов оптимизации топологии. Целью этого было провести параллель с биомедицинскими компонентами.

Каждый раз находил решение. Я бы закинул обратно в систему.

Спустя долгое время я смог поднять разрешение и продолжать управлять системой, чтобы делать мелкие детали.

Мне удалось распечатать деталь на принтере Autodesk Ember. Он умещается по диагонали лотка для печати.

Шаг 14: Генеративный дизайн, человеческое прикосновение

Генеративный дизайн существует в нескольких формах, и на сегодняшний день они становятся все более зрелыми. Очень скоро это будет повсюду, а пока сексуальные, странно выглядящие 3D-принты, просто не делайте крой. Другой художник Autodesk Артур сделал красивый деревянный стул. Генеративное кресло

У меня было много разговоров, в которых я спрашивал людей, которые взаимодействовали с предметами, что они связаны, а что нет. Я не мог легко общаться, мой опыт процесса.

Курирование с помощью вычислений.

Вы можете почувствовать будущее. Это так сложно описать или передать. Так что, по крайней мере, для меня это теряется.

Теперь.

Инструменты обработки данных, которые я видел мельком, помогут рассказать историю о пути генеративного дизайна.

Для меня. Мне нужно было добавить человеческий фактор. Я хотел получить гладкую поверхность, и мне указали на воск.

Мне нужен был прочный дизайн, с которым можно было работать. Первоначально он был разработан из алюминия, но напечатан на пластике.

Прикосновение было важно. Для деревьев, для человека, для искусства. Я также думаю о генеративном дизайне!

Я отнес изделие в Artworks Foundry в Беркли, Калифорния.

После разговора с ними они помогли мне нанести на деталь несколько слоев воска.

Затем позвольте мне обработать воск так, как я буду удовлетворен.

Наконец, ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ. Это было действительно плодотворное сотрудничество. Я думаю, это одна из причин того, почему деревянный стул такой красивый. Вы знаете, что есть умелец. Так что, может быть, это все. Больше настольного тенниса, туда и обратно на разных этапах процесса.

Шаг 15: Генеративный дизайн, бронзовое литье

Изображения детали сразу после литья из бронзы.

Вентиляционные отверстия и места заливки не убирались!

Еще не все. Загляните сюда позже, чтобы узнать о следующей эволюции цифрового дерева бонсай.