Generativt design

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 25. juli 2019; checks kræver 18 redigeringer .

Generativt design eller generativt design er en  tilgang til design og design af et digitalt eller fysisk produkt (hjemmeside, billede, melodi, arkitektonisk model, detaljer, animation og så videre), hvor en person uddelegerer nogle af processerne til computerteknologi og -platforme [1] .

I dette tilfælde søger designeren , ingeniøren eller anden kunde ikke direkte efter en løsning på problemet, men beskriver dets parametre og begrænsninger til programmet, hvorefter det skaber (genererer) løsningsmuligheder, der danner visionen for produktet [2 ] .

I modsætning til traditionelle design- og ingeniørværktøjer skaber og vælger generative systemer semi-autonomt løsninger, hvilket ændrer karakteren af ​​menneskelig interaktion med systemet: programmet opfattes ikke som et værktøj, men som en fuldgyldig deltager i den kreative proces , en “ partner[3] .

Nogle generative systemer giver brugeren mulighed for at omformulere, rette og forfine problemet baseret på mellemresultater og også selvlære i processen med at finde løsninger. [fire]

Historie

Eksempler på generativ kreativitet i pre-computer-æraen

Generative kreativitetsteknikker blev brugt længe før opfindelsen af ​​computerteknologi. Kendt af mange siden barndommen, den elementære generative enhed er et kalejdoskop . [5] Et eksempel på en mere kompleks præ-computer generativ enhed er spåkort og en spåkone, der genererer prognoser ved at sprede - brugen af ​​generative enheder, ifølge F. Galanter, er "lige så gammel som kunsten selv" [ 5] 6] . Efter hans mening er generative modeller ikke bundet til nogen teknologi, og generative enheder i kreativ aktivitet er muligvis ikke højteknologiske og findes selv i gamle kulturer. Generering af enheder og algoritmer (for eksempel at kaste terninger) er "mekanismen" i mange spil - for eksempel var der i det gamle Indien et terningspil, som var personificeringen af ​​det "kreative princip" om at skabe verden.

I middelalderen skabte Lull en mekanisk genereringsenhed (Ars), designet til at besvare alle spørgsmål: det menes, at mekanismen var baseret på Kabbalahs ideer, ifølge hvilken al mulig viden om verden er udtømt af permutationer, kombinationer og placeringer af bogstaverne i det hebraiske alfabet - Ars blev designet til at generere alle "meningsfulde" kombinationer af disse primære elementer af viden.

I 1751 opfandt W. Hayes en generativ metode til at komponere musik for "de ringeste talenter". [2]

De mere moderne eksperimenter fra Ben Laposky, som startede i 1952, skabte fantastiske billeder ("elektroniske abstraktioner", "oscilloner") ved hjælp af et oscilloskop, kan også tilskrives præ-computer-praksis med generativ kreativitet. [7] Faktisk opfandt Laposky et "præfiks", der visualiserer amplitude- og tidsparametrene for elektriske signaler. Laposkys eksperimenter er interessante, fordi han var en af ​​de første til at visualisere processerne og resultaterne af generativ kreativitet – visualiseringsprincippet er et af de grundlæggende principper i generativt design.

Moderne historie om generativt design

Artefakter til side begyndte historien om generativt design i midten af ​​det 20. århundrede med fremkomsten af ​​de første computere til at skabe billeder.

Det generelle princip for drift af generative systemer og interaktion med dem

I øjeblikket er generative modeller baseret på et imponerende teoretisk grundlag og praktisk erfaring. Først og fremmest taler vi om de såkaldte evolutionære algoritmer , som er baseret på matematiske modeller af mekanismerne for naturlig evolution. Følgende metoder er meget brugt: cellulære automater , fraktaler , neurale netværk , " kunstigt liv ", Lindenmeier-systemer (L-systemer) , " matematisk kaos ", randomisering, " Perlin-støj " og andre.

På trods af forskellen i tilgange er der en række grundlæggende stadier af brugerinteraktion med et generativt designsystem:

  1. Opgaveformulering  - en beskrivelse af det resultat, som brugeren har til hensigt at modtage. På trods af at vi taler om at opnå et delvist tilfældigt resultat eller et sæt resultater, er den grundlæggende opgave specificeret.
  2. Indstilling af parametre  - på den ene eller anden måde får systemet karakteristika, som de genererede løsninger skal svare til (dette kan implementeres i form af et spørgeskema, en guide eller et indstillingspanel).
  3. Generation  - programmet, baseret på de givne betingelser og de algoritmer, der er indlejret i det, "sorterer igennem" kombinationer og visualiserer processer og objekter. Algoritmer giver "meningsfuldhed" af de genererede objekter: for eksempel, hvis den genererende enhed er en melodisynthesizer, skal de genererede objekter genkendes som melodi (og ikke som en kakofoni).
  4. Valg af objekter  - brugeren evaluerer de genererede muligheder og vælger den mulighed, der tilfredsstiller ham. Hvis der er opnået imponerende fremskridt inden for automatisering inden for tidligere operationer, så er vurderingen baseret på menneskelige evner som smag og sund fornuft - og de er dårligt formaliserede, hvilket tyder på, at generative systemer ikke vil erstatte specialister [16] .

Eksempler på applikationer og software

Industrielt design

"Generativt design (generativt design) er ... et sæt nye automatiserede designværktøjer, der bruges til at optimere produktionen, reducere produktvægten og spare på de anvendte materialer. Resultatet af at bruge disse værktøjer er organiske og endda æterisk udseende dele, der reducerer produktionsomkostningerne." F. Keene [8]

Et af de velkendte industrielle designsystemer i dag er Autodesk Dreamcatcher [9] , som giver dig mulighed for at løse anvendte problemer med design og ingeniørarbejde, under hensyntagen til forskellige krav til materialer, produktionsmetoder, effektivitet [17] : brugeren indlæser designet krav, finder systemet mange algoritmisk syntetiserede løsninger og tilbyder dem til brugeren for at evaluere eller rette opgaven.

Som eksempler på succesfuld anvendelse af generative designteknologier med dette og lignende programmer kan vi nævne:

Webdesign

"Dette er værktøjer, der vil hjælpe med at forenkle grænsefladeopbygning, forberedelse af grafik og indhold samt produkttilpasning" (Yuri Vetrov, leder af Mail.ru-portaldesignteamet og forfatter af algorithms.design-webstedet) [20]

Grafisk design og datavisualisering

Arkitektur

"Vi tænker ikke på at designe et specifikt objekt, men på processen med at generere mange objekter." Han taler om skiftet i arkitektonisk design "fra objekt til proces", som tillader, "i stedet for at skabe en enkelt artefakt ... ved hjælp af beregningsmodeller, design processerne til at skabe utallige artefakter." (Michael Hansmeyer) [9] .

Udsigterne for generative tilgange inden for arkitektur og byggeri er i dag primært forbundet med BIM-teknologier [30] [10] . BIM-teknologier gør det muligt at skabe nøjagtige virtuelle modeller af bygninger, der tager højde for alle de arkitektoniske, designmæssige, teknologiske, økonomiske, operationelle, husholdnings- og andre parametre for et objekt. Erfaringerne fra Det Forenede Kongerige, hvor overgangen til BIM-teknologier er forudsat af den britiske regerings byggestrategi, vedtaget i 2011, viser, at BIM-teknologier kan reducere omkostningerne ved designarbejde med 52 % og på grund af omkostningsudviklingen -effektive løsninger, reducere byggeomkostningerne med 38 %. [31]

Kunst og underholdning

Udsigter for applikation og udvikling

”Allerede i dag er der takket være metoderne til generativ kreativitet en demokratisering af kreativiteten på mange områder. Ved at reducere tidsintervallet mellem en idé og implementering, fremskynder generativ kreativitet fremkomsten af ​​nye ... former, funktioner og æstetik. … Sammen med nye teknologier … vælter generativ kreativitet fuldstændig begreber som produktion, forbrug, arbejdskraft og innovation.” R. Peters og S. Winiger, "Creative AI" [10] .

Selvom der i dag er områder, hvor generativt design anvendes og udvikles mere aktivt, er selve tilgangen ikke begrænset til et bestemt anvendelsesområde.

Ifølge F. Galanter kan udtrykket generativt design (generativ kreativitet) "henvise til enhver kunstnerisk praksis, hvor forfatteren specificerer en proces: et sæt sprogregler, en maskine eller anden proceduremæssig enhed, der sættes i gang med et vist niveau af autonomi og som som følge heraf og helt eller delvist skaber et værk” [6] .

R. Peters og S. Winiger identificerer i artiklen "Creative AI" [10] fire hovedtendenser i udviklingen af ​​den "generative alder" (tendenser, der efter deres mening vil ændre verden):

  1. Generativt perspektiv . "For første gang i menneskehedens historie kan vi skabe fra et blandet, generativt perspektiv - en blanding af elementer fra det kollektive, individuelle og maskinelle perspektiv. Dette giver os mulighed for at flytte grænserne for kreativitet ... og skabe helt nye objekter."
  2. Generative forudsigelser . Generative teknologier er i stand til at forudsige handlinger og begivenheder, hvilket giver folk mulighed for at "tweak aspekter af design i henhold til deres præferencer."
  3. Generative markeder , hvor folk vil udveksle generative modeller. "I dag er der madmarkeder ... og i fremtiden vil der være generative opskriftsmarkeder til at skabe mange nye varer."
  4. Generativ produktion . Disse er generative systemer, der bruges til at skabe fysiske objekter (denne retning er tæt forbundet med udviklingen af ​​additiv fremstilling, et eksempel på dette er 3D-printere).

Æstetik af generativt design

Den udbredte brug af generativt design inden for videokunst, print, webdesign, arkitektur, boligindretning, tøj- og fodtøjsdesign, møbler osv. har givet anledning til en særlig æstetik. Brugen af ​​algoritmer og neurale netværk gentager ofte den løsning, som naturen har skabt, men samtidig har de mere ordnede, forudsigelige konturer, optimeret til at løse specifikke problemer. Denne sammensmeltning af normalt modsatte former: "naturlig" og "teknologisk" giver en følelse af særhed, en speciel "lavet". Brugen af ​​generativt design i forbrugerprodukter tiltrækker ofte publikums interesse, men forårsager ikke altid et ønske om at købe det, fordi. han ser for usædvanlig og mærkelig ud.   

Noter

  1. V.N. Kanyagin. Industrielt design af Den Russiske Føderation: muligheden for at overvinde designbarrieren. - Den Polytekniske Universitets Forlag, 2012. - S. 37.
  2. ↑ 1 2 Metelik T.S. Generativ designmetode og metoder til dens implementering i grafisk design // Business and design review: journal. - 2017. - T. 1 , nr. 2 (6) . - S. 11 .
  3. Yuri Vetrov. Algoritmisk design . Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 12. september 2017.
  4. Irina Cherepanova. Tjenester på neurale netværk for at hjælpe designeren . Cossa (27. juli 2017). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 4. september 2017.
  5. Yuri Ilyin. Generativ kunst: når kunstneren fjerner sine hænder . Computerra (19. marts 2013). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 12. september 2017.
  6. ↑ 1 2 Galanter P. Hvad er generativ kunst? Complexity Theory as a Context for Art Theory. — New York: New York University, 2005.
  7. Digital kunst i computernes begyndelse . Se på mig (26. januar 2009). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 12. september 2017.
  8. ↑ 1 2 3 Philip Keen. Generativt design skaber en ny æra af højtydende produkter . Isicad (27. juli 2017). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 12. september 2017.
  9. ↑ 1 2 3 Hramkova E. Design: fra at skabe ting til at designe fremtiden (20. marts 2011). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 23. januar 2022.
  10. ↑ 1 2 3 4 Roelof Peters, Samim Winiger Oversættelse: AIC. CreativeAI . CMS Magasinet (12. januar 2017). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 12. september 2017.
  11. Goodfellow Jan. Dyb læring. - DMK Press, 2017. - 652 s. - ISBN 978-5-97060-554-7 .
  12. Margaret Rhodes. Et publiceringsværktøj, der bygger websteder drevet af kunstig intelligens . Kabelforbundet (10. september 2014). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 12. september 2017.
  13. Kaya Ismail. Gitteret er endelig her . CMS-kritiker (13. september 2016). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 12. september 2017.
  14. Peter O'Donovan, Aseem Agarwala, Aaron Hertzmann. DesignScape: Design med interaktive layoutforslag . Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 11. september 2017.
  15. Google offentliggør resultaterne af sin Quick, Draw! . Tproger (20. maj 2017). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 12. september 2017.
  16. Alexey Grammatchikov. Mark Zuckerberg står op for kunstig intelligens . Ekspert Online (2017). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 12. september 2017.
  17. "Performancedrevne tekniske designtilgange baseret på generativt design og topologioptimeringsværktøjer: En sammenlignende undersøgelse" . Tidsskrift for anvendt videnskab . 2022.
  18. WANDA LAU. Living og Autodesk anvender Bionic Design på en Airbus 320-partition . Arkitekt (21. januar 2016). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 14. august 2017.
  19. TYLER KOSLOW. TOYOTA & MATERIALISER TEAM TIL 3D-PRINT LETVÆGTSSÆDE . 3D Printing Industry (17. september 2015). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 23. oktober 2016.
  20. Yuri Vetrov. "Designer's Exoskeleton": Hvad algoritmisk design vil bringe til industrien . Vc.ru (20. juni 2016). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 23. februar 2017.
  21. Vasily Sychev. Det neurale netværk blev lært at layoute fra interfacebilleder . N+1 (30. maj 2017). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 12. september 2017.
  22. AI-konferenceresultater: Microsoft AI-værktøjer, IBM Bold Solutions, VisionLabs Smart Technologies, AI Startup Battle og mere . Videnskab og liv (28. april 2017). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 4. september 2017.
  23. John Gold. Declarative Design Tools (2. juni 2016). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 12. september 2017.
  24. MELISSA GOLDIN. Prototypo vil lade enhver designe originale skrifttyper . Mashable (5. maj 2014). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 12. september 2017.
  25. Kirill Oleinichenko. 600 års designautomatisering: Fra trykpressen til webindustrien . Awdee.ru (2. august 2017). Hentet 29. januar 2022. Arkiveret fra originalen 18. maj 2021.
  26. Anastasia Pashkevich. Googles AutoDraw forvandler dine doodles til smukke tegninger . Lifehacker (12. april 2017). Hentet 29. januar 2022. Arkiveret fra originalen 29. januar 2022.
  27. Alexandra Selezneva. Nutella brugte en algoritme til at lave syv millioner unikke mønstrede krukker . Vc.ru (2. juni 2017). Hentet 29. januar 2022. Arkiveret fra originalen 29. januar 2022.
  28. [ NodeBox Oversigt] . infogra.ru . Hentet 29. januar 2022. Arkiveret fra originalen 12. september 2017.
  29. Nikolai Ironov / Anmeldelser . Artlebedev . Hentet 29. januar 2022. Arkiveret fra originalen 29. januar 2022.
  30. Vladislav FEDOROV. BIM-teknologier: en sjov 3D-tegning eller en masse muligheder, der ikke bliver brugt? . Construction.ru (10. maj 2017). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 12. september 2017.
  31. Marina Korol. Briterne har fortalt verden, hvad niveau 3 BIM er: det er Digital Built Britain . Isicad (6. marts 2015). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 12. september 2017.
  32. Miguel Chevalier: Kunstnere udforsker også. . strelka.com . Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 12. september 2017.
  33. Fra hydrograf til total kunst: En udviklers rejse fra landmåling til synesthesia . Den virtuelle rapport (12. juli 2017). Hentet 12. september 2017. Arkiveret fra originalen 12. september 2017.

Litteratur

Links