Autodesk хочет сделать проектирование естественным с помощью искусственного интеллекта

Разумеется, такие пленарные сессии всегда – шоу, это всегда гипнотические пассы начальников, это всегда ассоциирование достижений человечества и главных трендов рынка со своей фирмой… Тем не менее, если сохранять спокойствие и чувство юмора, просмотр таких весьма квалифицированно организованных шоу может, во-первых, доставить зрелищное удовольствие, и, во-вторых, позволяет в какой-то мере запеленговать (на основе произносимых начальниками ключевых слов) настроение компании, её приоритеты и вектор её развития.

Моё изложение, безусловно, субъективно. Например, было приятно увидеть и показать вам некоторых знакомых мне персонажей. Или познакомиться с какими-то любопытными штучками, ранее мне не известными. Или убедиться в том, что стиль компании Autodesk примерно одинаково проявляется и в Неваде, и в Сибири.

Фактическое открытие AU2014 было доверено хорошей знакомой портала isicad.ru – обаятельной AutoCAD-евангелистке Линн Аллен (например, см. одно из наших самых живых интервью, в котором Линн сообщила, что параметризация – её любимая функциональность):

Это только мне кажется, что на футболке профессора изображён Карл Басс?

Джефф Ковальски благоразумно ни разу не употребил словосочетание AI или более профессиональную терминологию этой области, но справедливо отметил, что охарактеризованные в его докладе подходы уже давно рассматривались в академической науке (в computer science и в её вышеупомянутом разделе — AI). Причём и в науке, и в некоторых её приложениях эти подходы рассматривались в гораздо более конкретном и операционном смысле, чем упомянутый докладчиком generative design. Однако, не буду ревниво комментировать и уточнять каждый абзац высказываний CTO Autodesk — хотя бы потому, что мне приятно ощущать стоящие за его словами профессиональные понятия — такие, как семантические сети, экспертные системы, базы знаний, непроцедурное программирование, нейронные сети, генетическое программирование, активные типы данных, недоопределённые вычисления, генерация алгоритмов по спецификациям задачи, сохранение намерений проектировщика, вариационное прямое моделирование и многое другое, с чем приходилось и приходится в той или иной мере иметь дело и в далёком академическом прошлом, и в нынешней практике близких мне команд. Хорошо, если высказанное Джеффом Ковальски выйдет за пределы (в любом случае - полезного) маркетинга и в небольших, оправданных реальным бизнесом, дозах войдёт в практику инженерного софтвера. Впрочем, кое-что из упомянутого главным технологом Autodesk можно обнаружить в некоторых дозах уже реализованным в решениях разных компаний: но это уже совсем другая история...

Кстати, на мой взгляд, доклад CTO Autodesk может служить образцом ораторского мастерства и внятности английского языка (по крайней мере, для русскоязычного уха). Советую посмотреть и послушать: ссылки привожу в конце этой статьи.

Говорит Джефф Ковальски:
Все прекрасные объекты, которые вы видите вокруг себя – автомобили, здания, мебель, мосты,… все они – скорее мертвые, чем живые. Они не способны как следует реагировать на изменения окружающей среды и не умеют сотрудничать друг с другом.

Начиная с первых каменных орудий, созданных человеком, мы всё дальше и дальше уходим от конструкторского поведения природы: мы создаём параллельную реальность. Мы делаем это с помощью чудес технологии, но недавно осознали, что развивая технологии, мы двигаемся в направлении, противоположном тому, что задумано природой. И мы в Autodesk задумались о том, как строить и развивать новые технологии, видя их глазами природы: в противоположность тому, как традиционно природу видят глазами технологий. Мы стараемся видеть процесс проектирования как жизненный процесс так, чтобы создаваемые нами объекты были живыми, так чтобы во всём создаваемом нами принципы живой природы интегрировались с технологиями.

Главный вопрос: как проектирует и конструирует сама природа? Каждый следующий шаг она всегда делает на основе рассмотрения всего лучшего, что уже создано – в отличие от нас, всегда проектирующих заново. Природа всегда двигается вперёд. Нам необходимо всегда помнить, что у каждого нашего нового проекта всегда есть огромный набор предшествующих ему полезных примеров. Представьте себе, что мы – подобно природе – имеем возможность всегда иметь доступ ко всем релевантным примерам изделий, когда-либо созданных до нас.

Мы стараемся расширить для наших пользователей такого рода доступ. В частности, мы хотим иметь возможность среди миллионов 3D-моделей находить похожие и полезные для данного случая. Для этого необходимо уметь классифицировать модели, определять отношения между объектами и соотносить всё это с контекстом применения. С каждым объектом соотносятся его типовые применения и его поведения в тех или иных контекстах (интеллектуальная таксономия). Если, например, речь идёт о шестерне, она должна знать, кто её родственники: какие другие компоненты и детали сочетаются с ней в тех или иных механизмах, и как именно они сочетаются. Если мы собираемся использовать передаточные механизмы, система должна знать все их типы, особенности, уместные случаи применения, сочетаемость и т.д.

У природы есть ещё один фундаментальный принцип конструирования: в свои создания она закладывает возможность эволюции. Она принимает во внимание все успешные варианты развития, которые ранее были опробованы её созданиями, и выбирает оптимальный.

Какова же наша цель? Мы хотим, чтобы вы, инженеры, сфокусировались на своих конструкторских намерениях, замыслах, а не на деталях достижения результата. Не будем говорить компьютеру, что ему следует делать, а будем формулировать ему задачу, которую мы хотим решить:

Этот подход известен довольно давно – прежде всего, в фундаментальной науке. Однако, только сейчас появились реальные возможности для практической реализации этого подхода: благодаря возникшим достаточным вычислительным мощностям, которые, в первую очередь, обеспечиваются безграничными возможностями параллельных облачных вычислений. То, что получается на основе таких средств, намного превышает прежние конструкторские возможности человека. Практические примеры применения средств типа generative design, разработанных в Autodesk Labs, уже имеются, в том числе, в одном из проектов, который ведётся совместно с NASA.

Итак, речь идёт о двух принципах, которые Autodesk применяет в развитии новых («как в природе») технологий: интеллектуальная таксономия и порождающее проектирование.

Мы должны создавать продукты, которые будут аккумулировать большие объёмы данных об окружающей среде. Однако, сбора и хранения данных, даже big data, недостаточно. Продукты должны реагировать на изменения среды. Но и это – не всё, они должны взаимодействовать, сотрудничать с другими изделиями и на этой основе – поставлять нам новый опыт, не предусмотренный заранее. Другими словами, надо создавать не только умные изделия, не только умные изделия, умно взаимодействующие со средой, но и новый опыт, новые знания.

Некоторые скажут, это – Интернет Вещей. Однако, пока это можно назвать не Интернетом Вещей, а Интернетом Одной Вещи: ведь сегодня умная стиральная машина или холодильник могут общаться только со своим хозяином, но не друг с другом. Более того, общения вещей между собой вовсе недостаточно: мы хотим, чтобы они не просто общались, а были осведомлены о возможностях друг друга и могли само-организоваться для решения задач в определенной окружающей среде. Вообще, правильнее называть цель этого направления «Сообщество Вещей (Community of Things)», то есть вещи, которые проектируются нами, должны сразу проектироваться так, чтобы они могли иметь общую цель и совместно работать над её достижением:

Представьте себе город, наполненный вещами, которые обладают нужной полнотой знаний друг о друге, знаниями о возможностях интеграции, знаниями об окружающей среде и т.д. Например, они контролируют городской траффик, способны предсказывать появление узких мест и создавать новые возможности для новых маршрутов: фактически реорганизовывать городскую инфраструктуру. Скажем, без всякого вмешательства человека может быть построен новый мост.

Давайте уже сегодня стремиться ориентироваться именно на тот уровень вышеупомянутой синей пирамиды, который соответствует опыту (experience), даже, если наша текущая задача – создать обычные вещи.

Возвращаясь к началу доклада, можно повторить: традиционный путь, когда мы навязываем природе искусственные мёртвые технологии, ведёт в тупик; следуя ему, мы не только не сможем создавать новые поколения продуктов, но даже не сможем эффективно совершенствовать нынешние продукты.

Примером «природного» подхода к решению проблем может служить отказ от перемещения радиоактивных отходов в специальные места, где им предстоит храниться сотни лет, и использование микробов, которые способны тут же на месте очищать такие отходы.

Привнесение принципов и подходов природы в проектирование и создание вещей – это уже сегодняшний день.

Затем появился сам Карл Басс.

• Участникам AU2014 предоставляется годовой бесплатный доступ к А360,
• Вводится новая модель подписки: одна единая оплата (пока не определённая) за доступ ко всем продуктам Autodesk,
• Всем образовательным учреждениям во всех странах предоставляется бесплатный доступ ко всем образовательным версиям продуктов Autodesk.

Карл Басс фактически сделал обзор текущих достижений компании, например, «Всё о 360», у которого очень много пользователей:

И, конечно, Карл Басс рассказал о своём супер-хобби, о 3D-печати. Не буду воспроизводить неплохо представленную на isicad.ru информацию о платформе Spark и о 3D-принтере Ember, но приведу две цитаты и одну картинку:

• Мы хотим стимулировать вклады в развитие 3D-печати со стороны всех, кто пожелает. Поэтому наш подход: открытый софт, открытая аппаратура, открытый набор материалов (аплодисменты),
• 3D-печать применяется и для создания уникальных, разовых объектов, как, например, для создания 70 000 уникальных панелей для здания в Сан-Франциско:

Карла Басса на сцене сменила Эмили Пиллотон (Emily Pilloton), представившая проект H – создание жилья для остро нуждающихся и для фермерских хозяйств. Этот проект особенно интересен тем, что его участники – дети от девяти до шестнадцати лет, для которых этот проект, как видно, имеет большое воспитательное и образовательное значение:

Амар Ханспал заполнял и вёл заключительную сессию, прошедшую под лозунгом «Что, если?» (What If), под лозунгом, который олицетворяет творческое любопытство – движущую силу всякого прогресса.

Один из них, «Made in Space», воплотился в первом в мире 3D-принтере, работающем в космосе, и в первой детали, напечатанной в космосе:

Другой что-если-проект – «Зависающая (парящая) Доска», описание которой есть и в русскоязычной сети, там, в частности, написано: «Сейчас встать на ховерборд можно разве что на поверхности из алюминия или меди, он неуправляем, издает громкий пронзительный звук, из-за чего в целом бессмысленен, но его создатель Грег Хендерсон верит, что принцип работы Hendo Hoverboard может спасать целые дома от природных катаклизмов, поднимая их в воздух, и стать заменой магнитной подушки у современных поездов»:

На втором снимке Амар Хансхал и здание как бы защищены магнитной подушкой от имитируемого на сцене землетрясения

AU2014 закрылся словами Амара Ханспала:

• Autodesk видит свою миссию в том, чтобы демократизировать следующее поколение средств моделирования, совместной работы, визуализации, САМ, симуляции,…
• Всё время, хотя бы раз в день, старайтесь придумывать нечто новое, проявляйте любопытство («что, если…»)
• Помните слова Эйнштейна:
  У меня нет каких-то особых способностей. У меня есть только страстное любопытство.

Видеозапись сессии открытия
Видеозапись сессии закрытия