Autodesk: кое-что о реальном состоянии генеративного дизайна

Эта технология проходит период становления. У неё ещё мало пользователей. Некоторым недостаёт мышечной памяти: «Эй, именно так мы всегда и работали».

Для других препятствием служит доступность. ГД слишком трудно использовать. Нам нужно было много поработать, чтобы приблизить ГД к массовому рынку и превратить эту технологию в подлинного партнера проектировщика. Для повышения доступности ГД мы проделали огромную исследовательскую работу, и я очень рад, что результаты уже появляются. В начале нашей работы над ГД мы вложили много усилий в создание и отладку наших алгоритмов.

Для этого необходимо развить, уточнить и сбалансировать много параметров новой технологии, и над всем этим мы работаем. Сегодня ГД во многом напоминает средство динамического моделирования (simulation), но решение, которые создаем мы, не похоже на инструмент моделирования. Скорее, это выглядит как ассистент, который помогает вам исследовать гораздо больше вариантов, чем вы были бы способны рассмотреть самостоятельно. Речь идет о практическом применении.

Мы начинаем с быстрой настройки, вводя некоторые предположения, которые основаны на предоставленной вами информации. А ели вам не понравятся результаты, основанные на этих предположениях, вы просто входите в систему и меняете некоторые предположения или их дополняете.

С точки зрения доступности, мы несколько изменили бизнес-модель. Уже сейчас в Fusion 360 пользователи могут круглые сутки работать с ГД, оплачивая только скачивание результата, когда потребуется дальнейшая работа над проектируемым объектом (это стоит 100 долларов). До конца года мы на четверть снизили эту цену для коммерческих пользователей, экспериментирующих со своими проектами. Конечно, эта мера несколько способствует расширению использования ГД, однако не думаю, что массовое рыночное применение начнется до того, как процесс настройки станет легче.

При этом мы постоянно учитываем пользовательский опыт, например описанный в вашей статье [Golden Gate Bridge]. Из каждого использования мы извлекаем полезную информацию. Кроме того, мы встраиваем в технологию новые возможности и хотим видеть их использование на практике. Одно из направлений, которое мы уже начали тестировать с несколькими пользователями, — встраивание симуляционных решателей (simulation solvers). Например, вы хотите использовать решатели из области гидрогазодинамики. Это не просто с точки зрения механики, речь идет об общей эффективности системы. Сочетание динамического моделирования жидкостей и механических свойств — весьма сложное дело. Если мы сможем поручить компьютеру решение пользовательских задач следующего уровня сложности, это и будет продвижением ко всё более качественным результатам. Повторю, что всё это направлено на упрощение пользования технологией ГД.

В течение нескольких следующих месяцев. Сегодня мой стаж работы в Autodesk уже превысил 17 лет. Я пришел в компанию в результате поглощения, и за эти годы Autodesk приобрел огромный объем интеллектуальной собственности. В ГД и Fusion 360 меня чрезвычайно привлекает то, что мы интегрируем всю эту интеллектуальную собственность для работы в рамках непрерывного процесса на основе облачных данных. А так как у нас имеются технологические средства во всех областях – будь то гидродинамика, моделирование литейных форм или фрезерование – теперь мы сможем автоматизировать все эти возможности с помощью ГД.

Меня воодушевляет, что Autodesk обладает достаточной интеллектуальной собственностью, чтобы в долгосрочной перспективе развивать эти возможности.

Термодинамика – другая область, которую можно себе представить, но в конце концов имейте в виду любые возможности симуляции. Мы хотим, чтобы люди могли применять любые солверы, которыми они пользуются. Когда люди доверяют какому-то инструменту, они очень неохотно его меняют. Наш подход к построению ГД состоит в том, чтобы дать вам возможность подключить любой ваш симуляционный солвер и пользоваться им, как будто он является частью самого Fusion.

Сейчас это работает так: вы формируете данные с помощью ГД, а затем для валидации передаёте эти данные в солверы ANSYS [эта возможность была объявлена на AU в рамках новой версии Forge для Производственной платформы]. То есть речь не идёт о динамическом решателе внутри алгоритмов ГД, это устроено по-другому.

Мы добавили некоторые ограничения – вероятно, уже после вашего эксперимента. [Возможно, ограничения симметрии и были добавлены, но найти их я не смог]. Но я скажу вам, что ограничения симметрии, с научной точки зрения, не улучшают результаты. Что касается эстетики, тут не вопросов: для человека симметрия, безусловно, важна. Однако с точки зрения инженерной логики в сфере симуляции, обнаружив в полученном результате некую асимметрию, вы можете пропустить этот результат через любой нравящийся вам солвер.

У каждого из нас есть предпочитаемый солвер, которым мы пользовались в течение нашей инженерной карьеры. Это то, чему мы доверяем. В этом причина того, почему люди нечасто меняют солверы. Для меня один из характерных примеров связан с работой в группе инженеров лаборатории реактивных двигателей NASA. Тогда один из инженеров сказал, что не доверяет результату, поскольку он не симметричен.

В ответ наши инженеры посоветовали провести любой симуляционный тест и сообщить о его результате. Дело в том, что, если алгоритм неверен, нам следует его переписать, выяснив, почему он не находит симметрию. Спустя некоторое время сомневающийся коллега сообщил: «Не могу объяснить, в чем дело, но математика, которой я доверяю, показывает, что всё работает правильно».

Всё сказанное не означает ни неприемлемость асимметрии, ни обязательность симметрии. С учетом этого и поскольку люди склоняются к эстетичности симметрии, мы реализовали ограничения симметрии.

Посмотрите на стул. Почему стул выглядит именно так? Потому что мы заранее представляем себе, как должен выглядеть стул, и знаем, как его изготовить. Однако если вы начнете вводить в компьютер абсолютно все точные функциональные требования к стулу, он будет выглядеть совсем не так, как ожидается.

В прошлом абсолютно точные данные не имели смысла поскольку не было возможности воплотить их в изделии. Но по мере того как промышленно внедряются аддитивные технологии, сложность не только перестаёт быть ограничением, она даже удешевляет результат, так как почти всегда снижается расход материалов. Теперь, когда эти производственные возможности активно распространяются, вы действительно хотите найти оптимальное решение, а не только то, которое соответствует вашим представлениям о том, как это делается.

Повторю, что технология ГД находится в младенческом возрасте, однако да, искусственный интеллект и машинное обучение встроены в наш алгоритм. Они применяются для определения момента, когда следует прекратить порождение новых вариантов, и для отбора вариантов из всего порожденного множества.

Как организовать просмотр порожденных вариантов и найти тот проект, который мне действительно нужен? У нас есть команда AI/ML, которая создаёт алгоритмы, помогающие выявить наиболее вероятных кандидатов на основе представлений об известных предпочтениях пользователя.

Это так.

Нет.

Думаю, что даже через десять месяцев ГД будет заметно отличаться от сегодняшнего. Для меня ГД – это возможность сделать компьютер подлинным соавтором в процессах проектирования. Речь идет не о замене части работы, которую выполняет инженер, а о том, что вы или я, как инженер, будете доводить продукт до производства. Вы или я сегодня рассматриваем один, два или десять вариантов проекта, но почему не рассмотреть все возможные варианты? Поэтому я представляю себе, как в будущем компьютер становится подлинным партнером инженера на каждом этапе проектирования и производства. Это произойдет и в других отраслях.

Мои слова иллюстрируются двумя другими технологиями, о выпуске которых объявлено на AU 2020. Одна – генеративное средство планирования, связанное с Shotgun [планировщик проектов для сферы развлечений]. Другая технология, Spacemaker, приобретенная в результате поглощения, демонстрирует нашу приверженность ГД в сфере AEC, она позволяет рассмотреть множество вариантов городской планировки.

Итак, я думаю, что через десять лет ГД можно будет увидеть в качестве партнера по разработке у каждого из наших пользователей.