Software entwirft Produkte durch Simulation der Evolution

Software, die neuartige Komponentendesigns entwickeln kann, könnte Designern und Ingenieuren helfen, indem sie einen Teil des kreativen Prozesses automatisiert.





3-D gedruckter Mondlander

Halterungen für eine Mondlandefähre, entworfen von Autodesk für die Firma Moon Express mit Dreamcatcher.

Autodesk entwickelte die Computer Aided Design Software, genannt Traumfänger , in den letzten sieben Jahren. Das in Kalifornien ansässige Unternehmen stellt bereits 3-D-Software her, die in Architektur, Ingenieurwesen, Animation und anderen Branchen weit verbreitet ist. Aber Dreamcatcher verfolgt einen neuartigen Ansatz, der als generatives Design bekannt ist. Unter mehreren Ansätzen verwendet es Algorithmen, die den Evolutionsprozess nachahmen, um neue Designs zu erstellen, nachdem es mit einer Liste von Parametern begonnen hat, die vom Benutzer ausgewählt wurden.

Dreamcatcher zeigt, wie sogar Kreativbranchen durch Automatisierung verändert werden könnten (siehe How Technology Is Destroying Jobs ). Designer befürchten, dass es ihnen den Job wegnimmt, und [sie] bezweifeln, dass es Schönheit schaffen kann, räumt Mark Davis, Senior Director of Design Research bei Autodesk, ein.



Der simulierte Entwicklungsprozess von Dreamcatcher beginnt damit, dass die Software eine Reihe potenzieller Lösungen für ein vom Benutzer gestelltes Problem anbietet. Die Software erzeugt dann eine neue Generation von Lösungen, indem sie die besten dieser Designs nach Wahl des Benutzers neu kombiniert und einige zufällige Variationen hinzufügt. Die Software kann diesen Vorgang wiederholen, um Tausende von Designs zu erstellen (siehe Unnatürliche Auswahl).

Wenn ein Produktdesigner oder Ingenieur Designziele – zusammen mit Parametern wie Materialien, Leistungskriterien und Kostenbeschränkungen – in Dreamcatcher eingibt, sehen die Ergebnisse möglicherweise nicht wie herkömmliche Designs aus. Wird Dreamcatcher zum Beispiel gebeten, einen Stuhl zu entwerfen, kann er Beine produzieren, die aus einem Zusammenfluss von verwobenen Gerüsten bestehen, statt aus den üblichen massiven.

3-D-gefertigte Stühle

Drei Stuhldesigns, die von der Autodesk-Software erstellt wurden.



Software für generatives Design war 30 Jahre lang eher am Rande, sagt er Hod Lipson , ein Experte für 3-D-Fertigung an der Cornell University. Hollywood-Animatoren, Gaming-Entwickler und Computerkünstler haben damit schöne, aufwendige Effekte gemacht, sagt er und fügt hinzu, dass es wahrscheinlich häufiger werden wird, weil es die Flexibilität ergänzt, die der 3-D-Druck bietet.

Die Designer von Autodesk verwendeten Dreamcatcher, um eine einzigartige Karbonfaser-Schwinge – eine Komponente, die für die Hinterradaufhängung sorgt – für ein superschnelles Elektromotorrad, das LS-218, zu entwerfen, das von Lightning Motorcycles aus San Carlos, Kalifornien, hergestellt wird.

Dreamcatcher wurde mit Dateien einer normalen Schwinge gefüttert, die mit früheren Versionen von CAD-Software erstellt worden waren. Die Designer gaben auch die Breite des Reifens mit Freiräumen, den Kräften, die mit dem Gewicht eines Fahrers einhergehen würden, den verfügbaren Materialien, den Kräften durch Wind und Schwerkraft sowie Größenbeschränkungen ein. Dreamcatcher hat ein Design für eine Schwinge herausgebracht, die aus hohlen, sich schneidenden Dreiecken besteht, die mit Kohlefaser ummantelt sind.



Mit generativem Design kann man aus technischer Sicht strukturell stärkere Dinge herstellen, sagt John Maeda, ein bekannter Designer und Partner der Risikokapitalgesellschaft Kleiner Perkins Caufield & Byers. Generatives Design ist ein überbordendes Entdeckungsfeld, aus dem viele gute Dinge hervorgehen.

Lightning Motorcycles erwartet, dass die Schwinge die Beschleunigung, die Leistung in Kurven und die Vorhersehbarkeit des LS-218 verbessert. Wenn es bei Straßentests und Rennen gut abschneidet, werden Fahrräder mit der Kohlefaserschwinge im nächsten Jahr ausgeliefert.

Dreamcatcher wurde bisher verwendet, um nur ein paar andere funktionale Komponenten herzustellen, darunter eine Halterung für ein Raumschiff und einen Fahrradrahmen. Autodesk hofft jedoch, dass Branchen von der Architektur bis zum Bauwesen die generative Software übernehmen werden, wenn sie kommerzialisiert ist.



verbergen