¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

26 но€бр€ 2018

√енеративный дизайн дл€ городского планировани€

јлла «емл€нска€, технический эксперт по направлению Ђ»нфраструктураї, Autodesk

јлла «емл€нска€

Ќа прошедшем в Ћас-¬егасе Autodesk University € старалась выбирать максимально практические сессии, супернасыщенна€ и содержательна€ программа позвол€ла это сделать. Ќа AU всегда очень много говор€т про будущее, про тренды, про исследовани€ компании и новые технологии, но параллельно с этим пользователи со всего мира привоз€т массу полезнейшего и практического контента. » это отличный шанс набратьс€ новых идей, увидеть, как именно наши решени€ примен€ютс€ дл€ решени€ конкретных задач, и, если позвол€ет уровень английского, задать практикующим инженерам любые технические вопросы.

» всЄ же перед началом Autodesk University на специальном меропри€тии Connect & Construct Summit было одно выступление, которое полностью захватило моЄ воображение и которое пока ещЄ трудно отнести к повседневной практике. Ёто был совместный доклад парней из Autodesk Research и голландского архитектурного бюро Van Wijnen о применении генеративного дизайна дл€ городского планировани€.

√енеративный дизайн

√енеративный дизайн Ц это технологии проектировани€ с использованием алгоритмов, когда система самосто€тельно создаЄт тыс€чи моделей, сравнивает их между собой и отбирает самые хорошо оптимизированные модификации. ѕри таком подходе инженер не занимаетс€ моделированием и оценкой первоначальных вариантов Ц это соревнование было бы неизбежно проиграно машине. «адачей человека здесь становитс€:
  1. ќписание результата, который нужно получить. »спользование эволюционных алгоритмов даЄт отчасти случайный (в том смысле, что он не может быть до конца предсказан) результат, но всЄ же требуетс€ базова€ конкретизаци€ задачи.
  2. ќпределение параметров. ѕользователь определ€ет, каким характеристикам должны соответствовать генерируемые решени€.
  3. ќтбор лучших вариантов. —истема предлагает некоторое количество решений, которые отличаютс€ по целевым характеристикам и все удовлетвор€ют поставленным услови€м, дальше нужно выбрать самый красивый/впечатл€ющий/вызывающий/отвечающий вкусу заказчика и так далее вариант, то есть оперетьс€ на трудно поддающиес€ какому-то формальному описанию критерии. — этим человек пока справл€етс€ лучше компьютера.
ќбща€ схема выгл€дит так:
GD дл€ городского планировани€

√енеративный дизайн в городском планировании

≈сли подумать об этом отвлечЄнно, то кака€ разница между оптимизацией планировки офиса и оптимизацией фабрики или даже оптимизацией механизма? Ёто всего лишь куча деталей, которые нужно уложить и организовать вместе наилучшим образом из возможных. ¬ этом сценарии отличатьс€ будут параметры и ограничени€, которые определ€ют размещение каждой части головоломки. ѕо большому счЄту, компьютеру всЄ равно, каковы эти параметры или части, он просто использует алгоритм дл€ оптимизации в соответствии со вкусом программиста.

Ќа Autodesk University  ин ”олмсли (Kean Walmsley) и Ћоренцо ¬илладжи (Lorenzo Villaggi) рассказывали о своЄм участии в проекте дл€ голландской строительной компании Van Wijnen Groep, стро€щей доступное жильЄ в городе јлкмар. —пециалистов из The Living девелоперы привлекли, чтобы применить методы генеративного дизайна в городском масштабе. “ребовалось спроектировать жилой квартал так, чтобы одновременно соблюсти местные строительные нормы (например, по максимальной этажности, ориентации домов вдоль существующих улиц, числу и расположению проездов, парковочных карманов и т.д.) и требовани€ девелопера.   последним относитс€, например, то обсто€тельство, что в проекте должны были использоватьс€ конкретные типы коттеджей (101-5700, 201-5700 и 301-5700) и многоквартирных домов.

GD дл€ городского планировани€

ѕри проектировании городской среды большое число заинтересованных сторон, зачастую предъ€вл€ющих противоречащие друг другу требовани€, создаЄт дополнительную сложность. ѕримен€€ генеративный дизайн, можно структурировать эту сложность и управл€ть ею посредством определени€ целей. ƒл€ проекта Alkmaar Housing было разработано семь целей, в том числе финансовые, экологические, а также более архитектурные (вид из окна, вариативность).
GD дл€ городского планировани€

ѕоследовательность работы геометрической системы такова: сначала участок был разбит на сетку, скорректированную в соответствии с направлением границ (1), и по этому мешу сгенерированы внутренние проезды (2) с учЄтом требований по доступности со стороны существующих улиц. ƒалее участок был разделЄн на меньшие (3), и на этих внутренних лотах перебирались варианты с размещением коттеджей (4) и многоквартирных домов (5).
GD дл€ городского планировани€

ћножество сгенерированных вариаций:
GD дл€ городского планировани€

 аждый из полученных вариантов компоновки участка оценивалс€ по семи целевым параметрам, определЄнным в самом начале. —овокупность их значений складывалась в некий общий коэффициент, дававший возможность сравнивать фреймы между собой и выбирать лучшие.

Project Refinery

¬ажным итогом сотрудничества между Autodesk и Van Wijnen Groep стало понимание того, что генеративный дизайн вполне может быть применим дл€ улучшени€ процесса планировани€ жилых кварталов. Ќо был и второй результат, не менее важный, Ц это бета-верси€ приложени€ дл€ генеративного дизайна в архитектурно-строительной области, котора€ даст пользовател€м возможность исследовать и оптимизировать свои проекты, созданные в Revit.

ѕрисоединитьс€ к Project Refinery может любой желающий Ц надо подать за€вку. ƒействующим бета-тестерам проект станет доступен сразу и по€витс€ в списке My Projects; тем, кто никогда раньше участи€ в бета-тестировании не принимал, придЄтс€ подождать чуть дольше.

≈сли в двух словах, Project Refinery представл€ет собой пакет дл€ Dynamo, который помогает создавать варианты проекта. ќн запускаетс€ локально и использует нод дл€ кэшировани€ модели Revit. ѕотом, после работы алгоритма оптимизации, лучший вариант экспортируетс€ обратно в Revit.

GD дл€ городского планировани€

«вучит как-то совсем просто, но когда € увидела, как выгл€дит весь скрипт целиком, у мен€ даже закружилась голова Ц он огромный. » в своей части презентации  ин говорил о сложност€х, с которыми столкнулась команда, работа€ с этим проектом. ¬ процессе они выработали несколько базовых принципов организации и использовали разные уровни (сверху вниз), разную цветовую кодировку в зависимости от типа действий и направленный слева направо поток данных. “акже был создан (и также доступен на бета-портале) специальный пакет Warnamo. ¬ своЄм блоге Through the Interface  ин рассказывает о том, как вообще по€вилс€ этот пакет и как он упрощает навигацию и поиск внутри скрипта.

«ачем еще нужен генеративный дизайн

√енеративный дизайн уже успешно примен€етс€ в цифровом производстве. Ёто происходит как благодар€ развитию технологий 3D-печати, которые решают вопрос о производстве форм, сгенерированных алгоритмами, так и благодар€ тому, что одним из ограничений может стать способ производства (например, можно задать 2.5- или 5-координатную обработку). ѕримеров уже немало, самые €ркие на слуху даже у таких далЄких от производства людей, как €: Bionic Partition Ц коллабораци€ Airbus, Autodesk и APWorks Ц облегчЄнна€ перегородка дл€ салона самолЄта. Ќа момент создани€ это была сама€ больша€ в мире металлическа€ деталь дл€ воздушного судна, напечатанна€ на 3D-принтере.
GD дл€ городского планировани€

GD дл€ городского планировани€

Ѕлагодар€ сочетанию технологий генеративного дизайна, 3D-печати и использованию продвинутых материалов эта штука получилось на 50% легче обычных перегородок и на 10% прочнее. »ли, например, совместный проект с General Motors, который по€вилс€ во всех, кажетс€, важных презентаци€х Autodesk в этом году.

√енеративный дизайн в архитектуре

ƒл€ архитектуры рабочий процесс тот же самый, что и дл€ инженерных проектов, но он включает более сложные цели Ц в них вход€т качественные аспекты опыта пространства, которые менее ощутимы и которые труднее измерить. ¬ 2017 году The Living, перва€ в своем роде студи€ Autodesk, котора€ примен€ет генеративный дизайн, биологию и новые материалы дл€ реальных проектов в контексте технологий, культуры и окружающей среды, была привлечена к проектированию собственного офиса Autodesk в “оронто в инновационном центре MaRS.

–абота началась со сбора исходных данных. —отрудников и руководителей опрашивали о стиле работы и предпочтени€х по расположению рабочего места. Ќа основании их ответов было разработано шесть основных и измеримых целей, сочетающих аспекты человеческого воспри€ти€ (например Ђпредпочтени€ соседстваї) и количественные характеристики (например ЂосвещЄнностьї, Ђуровень шумаї). ƒалее архитекторы и исследователи создали геометрическую систему, котора€ содержала несколько уровней ограничений, включа€ размер пространства, количество переговорных комнат, зон общего пользовани€ и чЄтко зафиксированных помещений, расположение которых не может быть изменено (санузлов, технических помещений).

GD дл€ городского планировани€

 огда заданы все параметры и определени€, запускаетс€ алгоритм поиска, чтобы автоматически исследовать множество возможных вариантов планировки и находить новые и наиболее высокопроизводительные из них. јлгоритм поиска представл€ет собой подмножество главного алгоритма оптимизации дл€ обнаружени€ оптимальных настроек входных параметров функции, котора€ максимизирует значение одного или нескольких результатов. —уществует несколько алгоритмов поиска, в этом проекте команда разработчиков использовала многоцелевой генетический алгоритм (MOGA).
GD дл€ городского планировани€

»так, генеративный дизайн благодар€ развитию железа уже вышел за пределы лабораторий, оснащЄнных суперкомпьютерами, стал доступен широкому кругу пользователей и скоро, € думаю, перейдЄт из разр€да экспериментальных инструментов дл€ отдельных отважных исследователей в привычное средство оптимизации проектных решений.


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора:  огда доходы Bright Machines превыс€т доходы Autodesk?
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2018 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.