Generativní design - evoluce digitálního bonsaje: 15 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Začal jsem pracovat s Research Group ve společnosti Autodesk s Dreamcatcher asi před 2 lety.

V té době jsem ho používal k návrhu kosmických lodí.

Od té doby jsem se naučil milovat tento softwarový nástroj, protože mi umožňuje prozkoumat tisíce návrhů a možnosti, které bych si kvůli časové tísni nikdy nepředstavoval.

Má také zpětnovazební smyčku, nevidím žádný design, inspiruje mě mnoho návrhů, které se objevují podél iterační cesty.

Cesta je velmi podobná sledování času přiblížením. 1000 let za 24 hodin. Jediná věc, které jsem skutečně porozuměl a která je stará 1000 let, jsou stromy sekvoje v Kalifornii, zejména Big Basin. Existuje strom, který na prstenech označuje data událostí v historii. Je velmi pokorné procházet se mezi těmi stromy.

Řešení Dreamcatcher, jako jsou stromy, jsou produktem životního prostředí a zatížení a omezení, která jsou během jeho životnosti uplatňována. Malá změna a strom může být úplně jiný.

Krok 1: Generativní návrh, existující geometrie - porty

Nejprve nějaké pozadí.

Pokud máte dva bloky, A. a B.

Chtěli byste je propojit.

Dreamcatcher bude syntetizovat geometrii na základě vašeho zadání.

Krok 2: Generativní návrh, existující geometrie - překážky

Pokud chcete, aby vaše spojovací geometrie byla pouze na plochách, které jsou nejblíže k sobě, a nikde jinde musíte MASKOVAT díl, aby se nová syntetizovaná geometrie nemohla spojit.

Toto bude další tělo nebo těla stávající geometrie.

Krok 3: Generativní návrh, inicializace - generování první iterace

První iterace zahrnuje veškerou stávající geometrii.

(může to mít tvar něco jiného pomocí geometrie semen - zde není zahrnuto;))

Krok 4: Generativní návrh, generování a vývoj

Na základě vašich použitých zatížení a nastavení řešiče získáte syntetizovanou geometrii připojenou k vašim stávajícím portům A. a B.

Je důležité si uvědomit, že budoucnost nástrojů, jako je tato, je daleko za hranicí optimalizace čehokoli, není jasné, že konečná forma někdy vytvoří struktury. Právě teď nástroj existuje. To je úžasné. V tuto chvíli může provádět optimalizaci topologie a optimalizaci krovu. Používá se k syntéze geometrií.

Proces omezení na vysoké úrovni nebo cílů a výpočetní kurátor, který hledá tisíce nebo miliony potenciálních řešení, změní náš život způsoby, které si nedokážeme představit. To je síla dnešního používání tohoto nástroje. Můžete získat záblesk budoucnosti a je to RAD!

Pojďme vyrobit lampu!

Krok 5: Generativní návrh: Počáteční selhání, skupinový projekt, růst o 1000 let

Jako jednu z prvních věcí, které jsem na molu udělal, jsem se rozhodl vyrobit lampu … první pokus padl na zem, ale dostali jsme příležitost udělat skupinový projekt. Z této spolupráce se vyvinuly lampy.

Krok 6: Skupinový projekt

SKUPINOVÝ PROJEKT:

Chtěli jsme vytvořit krásnou lampu, která přinese teplo do našeho prostoru na Pier 9 (Air-ea)

Použili jsme dva samostatné přístupy k návrhu, jeden pro základnu lucerny a jeden pro komponentu osvětlení lucerny.

Prototypy byly vytištěny na Makerbot Replicator 2, stejně jako prototypy Objet Electronics byly dimenzovány pro větší verzi, ale kvůli časovým omezením byly upraveny tak, aby odpovídaly zmenšené verzi.

Designérský tým:

Charlie Katrycz

Mary Franck

Michael Koehle

Michael Vergalla

Krok 7: Začněte s existující geometrií

Horní kroužek a spodní kroužek jsou porty

Zbytek jsou překážky

Vstupy do Dreamcatcheru byly navrženy ve Fusion 360

Existují dvě důležité funkce CAD, které se stávají načteným portem a pevným portem.

Prsten, ze kterého visí lampa. (Pevný)

Prsten, v němž sedí osvětlená část lampy. (Nabito)

Zbytek geometrie jsou libovolné překážky, které umožňují umístění žárovky do prstence, a pomáhají ovládat některé chráněné zóny, například uvnitř závěsného kroužku. To je tak, že nic neroste tam, kde chci dát smyčku řetězce k zavěšení sestavy.

Po vyladění parametrů generování je model „vložen do trouby“

Druhý den ráno mám ~ 2000 návrhů založených na mých omezeních.

První prototypy byly generovány bez posledních 3 velkých laloků. (2. obrázek)

První prototyp neumožňoval snadnou integraci se sestavou žárovky.

Krok 8: Průzkum návrhu, výběr, integrace

Spustil jsem 3 definice problémů s různými zatěžovacími stavy a parametry řešiče.

V pondělí ráno jsem měl 6000 návrhů !!!!

Zábavná část lapače snů spočívá v tom, že vytváříte zajímavá stvoření, která potřebují průzkum.

Vzal jsem podmnožinu návrhů, které byly sblížené a některé, které byly na horizontu událostí, a začal je tisknout, aby o tom mohl tým diskutovat.

Do té doby budu pronásledovat tento mimozemský design tak daleko do králičí nory, jak jen budu moci!

Ach jo, vypadá to skvěle !!!!

Návrhy vajec jsou úžasné, protože se díváme na různé způsoby, jak si hrát se světlem prostřednictvím multi-materiálových 3D tiskových procesů. Složitost je „zdarma“(dříve jsem to klišé nesnášel)

---------------- Základní lampa Vytiskne se Čas na výběr jako tým!

Máme vítěze!

První obrázek, zcela vlevo.

Plánujeme vytisknout jeden s výškou 170 mm v ose Z, ale Fortis nebyl k dispozici, takže musíme vyrobit finální součást lucerny na vejce, která bude vyhovovat malým modelům (100 mm v ose Z)

Krok 9: Konečná skupinová lucerna

Všechno to jde dohromady a je to nádherné!

Oba konečné potisky vajec, když se rozsvítí, dávají hřejivou, příjemnou záři.

V kombinaci se základnami lapače snů jsme dosáhli toho, co jsme si předsevzali:

Jedinečná lampa, která využívá špičkový software pro návrh a paralelní pracovní toky.

Krok 10: Digitální bonsai

Tento problém se mi líbí a chtěl jsem ho ještě žvýkat. Dva samostatně stojící kusy představené na výstavě jsou průzkumy nikoli závěsné lampy, ale když je problém převrácen vzhůru nohama. Spustil jsem spoustu případů s postupným zvyšováním zatěžovacích stavů a navrhl jsem také montáž elektroniky v Dreamcatcher. Jsou momenty, kdy design dělá evoluční skoky. Je to opravdu skvělé.. vydává se určitým směrem.. a pak se něco drasticky změní a začne se to usazovat. Je to jeden z důvodů, proč miluji objevování pomocí tohoto nástroje, je to jako sledovat život. Vize a vývoj do budoucna je opravdu úžasný. Každá verze softwaru je lepší než ta poslední.

Lidé vidí digitální objekt v hotové podobě a něco vypadá, že chybí, někdy je to tah štětcem nebo něco jiného beze slov. Generativní proces návrhu je digitální řemeslo, hra mezi tvůrcem a výpočetním zdrojem. V závislosti na osobě vypadá kalkulačka TI-89 jako kalkulačka nebo výkonný nástroj.

To se rychle stane běžným používáním a bude to přijato. Myslím, že síla přesahuje pouze strukturální komponenty, ale vícefyzická řešení. Řešení, která mohou vytvářet komunity, které vyvažují mikroklima a přírodní prostředí. Plýtvání méně energie a tepla.

Hotová část je důležitá. Posledních 6 měsíců jsem s tím bojoval. Pravděpodobně déle! ha ha ha

3D výtisky samotné se v tuto chvíli nespojují s lidmi. V některých případech existují módní kousky nebo umožňující návrhy, ale samotný 3D tištěný předmět nenese kouzlo, jaké kdysi bylo.

Jak se vyvíjet?

Krok 11: Redwood Base

Brzy v rezidenci jsem viděl několik kusů „šrotu“sekvoje. Cítil jsem se spojený se stromy a jejich věk na mě zapůsobil. Byli perfektní platformou pro tuto práci.

V době přehlídky jsem měl připravenou především elektroniku, ale baterie vydržely jen pár hodin. Opravdu jsem si spletl načasování se sluncem. Moje hlavní dílo bylo podsvícené, když jsem si to v noci představoval. Tato práce nebyla osvětlena.. každopádně to byla dobrá lekce.

Dokončil jsem všechny elektronické jednotky a po show je otestoval.

Krok 12: Bonsai Tree Bears Fruit

V netradiční formě tyto stromy plodí.

Světla se ovládají pomocí aplikace pro telefon, která ovládá barvu a intenzitu.

Ty budou vypadat opravdu dobře v mé původní vizi o nich v lesích, v přírodě. Visí po stezce.

Krok 13: Generativní design, elektronické rozhraní

Celou dobu mi běžel jeden experiment. Chtěl jsem umožnit co nejmenší funkce algoritmy optimalizace topologie. Cílem bylo nakreslit paralelu k biomedicínským složkám.

Pokaždé jsem našel řešení. Hodil bych to zpět do systému.

Po dlouhé době jsem byl schopen zvýšit rozlišení a pokračovat v řízení systému, aby dělal menší funkce.

Díl jsem mohl vytisknout na tiskárně Autodesk Ember. Vejde se do úhlopříčky tiskového zásobníku.

Krok 14: Generativní design, lidský dotek

Generativní design existuje v mnoha formách a do dnešní doby rostou ve zralosti. Velmi brzy to bude všude, ale mezitím sexy, podivně vypadající 3D výtisky, prostě to nedělejte. Další umělec z Autodesk Arthur vyrobil krásnou dřevěnou židli. Generativní židle

Měl jsem mnoho rozhovorů s dotazem na lidi, kteří s těmi kusy komunikovali, s čím se spojili nebo ne. Nebyl jsem schopen snadno komunikovat, moje zkušenost s tímto procesem.

Kurátor s výpočetní pomocí.

Můžete cítit budoucnost. Je tak těžké popsat nebo komunikovat. Takže alespoň pro mě se to ztrácí.

Pro teď.

Nástroje pro zpracování dat, na které jsem viděl záblesky, pomohou vyprávět příběh, cestu generativního designu.

Pro mě. Potřeboval jsem přidat lidský prvek. Chtěl jsem hladký povrch a ukázal jsem na vosk.

Chtěl jsem silný design, který by se dal zvládnout. Původně byl navržen z hliníku, ale vytištěn v plastu.

Dotek byl důležitý. Pro stromy, pro lidi, pro umění. Také myslím na generativní design!

Vzal jsem ten kus do slévárny uměleckých děl v Berkeley v Kalifornii.

Poté, co jsem s nimi promluvil, mi pomohli položit na část voskové vrstvy.

Pak mě osvobodil, abych vosk zpracoval ke své spokojenosti.

Nakonec LIDSKÝ PRVEK. Byla to opravdu designová spolupráce. Myslím, že to je součást toho, proč je dřevěná židle tak krásná. Víte, že existuje řemeslník. Tak snad to je tím. Více z ping pongu, tam a zpět v různých fázích procesu.

Krok 15: Generativní design, odlévání bronzu

Obrázky dílu hned po odlití do bronzu.

Větrací otvory a místa nalévání nebyly odstraněny!

Další příchod. Podívejte se později na další vývoj stromu digitálních bonsají.