Programvara designar produkter genom att simulera evolution

Programvara som kan utveckla nya komponentdesigner kan hjälpa designers och ingenjörer genom att automatisera en del av den kreativa processen.

Fästen för en månlandare designad av Autodesk för företaget Moon Express med hjälp av Dreamcatcher.

Autodesk utvecklade den datorstödda designmjukvaran, kallad Drömfångare , under de senaste sju åren. Det Kalifornien-baserade företaget tillverkar redan 3D-mjukvara som används i stor utsträckning inom arkitektur, teknik, animation och andra industrier. Men Dreamcatcher tar ett nytt tillvägagångssätt som kallas generativ design. Bland flera tillvägagångssätt använder den algoritmer som efterliknar evolutionsprocessen för att producera nya mönster efter att ha börjat med en lista över parametrar som valts av användaren.

Dreamcatcher visar hur även kreativa industrier kan förändras genom automatisering (se How Technology Is Destroying Jobs). Designers oroar sig för att det kommer att ta bort deras jobb, och [de] tvivlar på att det kan skapa skönhet, erkänner Autodesks senior chef för designforskning, Mark Davis.

Dreamcatchers simulerade utvecklingsprocess börjar med att programvaran erbjuder en uppsättning potentiella lösningar på ett problem som användaren ställer. Mjukvaran föder sedan upp en ny generation av lösningar genom att kombinera det bästa av dessa design, som valts av användaren, och lägga till en slumpmässig variation. Programvaran kan upprepa denna process för att producera tusentals mönster (se Onaturligt urval ).

När en produktdesigner eller ingenjör matar in designmål – tillsammans med parametrar som material, prestandakriterier och kostnadsbegränsningar – i Dreamcatcher, kanske resultaten inte ser ut som konventionella konstruktioner. Dreamcatcher blir till exempel ombedd att skapa en stol och kan tillverka ben som är gjorda av ett sammanflöde av sammanvävda ställningar snarare än de vanliga solida.

Tre stolsdesigner producerade av Autodesks programvara.

Generativ designmjukvara har mestadels varit i utkanten i 30 år, säger Hod Lipson , expert på 3D-tillverkning vid Cornell University. Hollywood-animatörer, spelutvecklare och datorkonstnärer gjorde vackra, utarbetade effekter med det, säger han och tillägger att det sannolikt kommer att bli vanligare eftersom det kompletterar den flexibilitet som 3D-utskrift erbjuder.

Designers på Autodesk använde Dreamcatcher för att designa en unik kolfibersvingarm – en komponent som ger bakfjädring – för en supersnabb elektrisk motorcykel, LS-218, tillverkad av Lightning Motorcycles i San Carlos, Kalifornien.

Dreamcatcher matades med filer av en normal svingarm som hade producerats av tidigare versioner av CAD-programvara. Konstruktörerna matade också in däckets bredd med spelrum, krafterna som skulle komma med vikten av en förare, tillgängliga material, krafterna från vind och tyngdkraft och storleksgränser. Dreamcatcher sparkade ut en design för en svingarm gjord av ihåliga, korsande trianglar mantlade i kolfiber.

Man kan göra saker som är strukturellt starkare ur ett ingenjörsperspektiv med hjälp av generativ design, säger John Maeda, en framstående designer och partner på riskkapitalföretaget Kleiner Perkins Caufield & Byers. Generativ design är ett sprudlande upptäcktsområde med många bra saker som kommer ut ur det.

Lightning Motorcycles förväntar sig att svängarmen förbättrar LS-218:s acceleration, prestanda i kurvor och förutsägbarhet. Om den presterar bra i vägtester och tävlingar kommer cyklar med kolfibersvingen att skickas nästa år.

Dreamcatcher har hittills använts för att tillverka bara några andra funktionella komponenter inklusive ett fäste för ett rymdskepp och en cykelram. Men Autodesk hoppas att industrier från arkitektur till konstruktion kommer att anta den generativa mjukvaran när den kommersialiseras.

Dölj