Generative Design - วิวัฒนาการของต้นบอนไซดิจิทัล: 15 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

ฉันเริ่มทำงานกับกลุ่มวิจัยที่ Autodesk กับ Dreamcatcher เมื่อประมาณ 2 ปีที่แล้ว

ตอนนั้นฉันใช้มันเพื่อออกแบบยานอวกาศ

นับตั้งแต่นั้นมา ฉันได้เรียนรู้ที่จะรักเครื่องมือซอฟต์แวร์นี้ เพราะมันทำให้ฉันได้สำรวจการออกแบบนับพัน และตัวเลือกต่างๆ ที่ฉันไม่เคยคิดมาก่อนเนื่องจากข้อจำกัดด้านเวลา

นอกจากนี้ยังมีลูปป้อนกลับด้วย ฉันไม่สามารถยกเลิกการมองเห็นการออกแบบได้ ฉันได้รับแรงบันดาลใจจากการออกแบบมากมายที่ปรากฏขึ้นตามเส้นทางการวนซ้ำ

เส้นทางเหมือนดูเวลาซูมมาก 1,000 ปี ต่อ 24 ชม. สิ่งเดียวที่ฉันเข้าใจจริงๆ คือ 1,000 ปีคือต้นเรดวูดในแคลิฟอร์เนีย โดยเฉพาะแอ่งใหญ่ มีต้นไม้ที่ทำเครื่องหมายบนวงแหวนของวันที่ของเหตุการณ์ในประวัติศาสตร์ เป็นการถ่อมตัวมากที่จะเดินไปท่ามกลางต้นไม้เหล่านั้น

โซลูชัน Dreamcatcher เช่น ต้นไม้เป็นผลผลิตจากสิ่งแวดล้อม ตลอดจนภาระและข้อจำกัดที่นำมาใช้ในช่วงชีวิตของมัน การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยและต้นไม้อาจแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

ขั้นตอนที่ 1: Generative Design, เรขาคณิตที่มีอยู่ - พอร์ต

พื้นหลังบางส่วนก่อน

หากคุณมีสองช่วงตึก A. และ B.

คุณต้องการเชื่อมต่อพวกเขา

Dreamcatcher จะสังเคราะห์เรขาคณิตตามข้อมูลที่คุณป้อน

ขั้นตอนที่ 2: Generative Design, เรขาคณิตที่มีอยู่ - อุปสรรค

หากคุณต้องการให้เรขาคณิตเชื่อมต่อของคุณอยู่บนใบหน้าที่ใกล้กันที่สุดเท่านั้น และไม่มีที่ไหนเลย คุณต้องปิดบังส่วนนั้นเพื่อไม่ให้เรขาคณิตสังเคราะห์ใหม่เชื่อมต่อกัน

นี่จะเป็นส่วนเสริมหรือเนื้อความของเรขาคณิตที่มีอยู่

ขั้นตอนที่ 3: Generative Design, Initialization - Generate First Iteration

การวนซ้ำครั้งแรกรวมถึงเรขาคณิตที่มีอยู่ทั้งหมด

(สิ่งนี้สามารถอยู่ในรูปร่างของอย่างอื่นโดยใช้เรขาคณิตของ Seed - ไม่ครอบคลุมที่นี่;))

ขั้นตอนที่ 4: Generative Design, Generate และ Evolve

ตามโหลดที่ใช้และการตั้งค่าตัวแก้ปัญหา คุณจะได้รับเรขาคณิตที่สังเคราะห์แล้วซึ่งเชื่อมต่อกับพอร์ต A. และ B ที่คุณมีอยู่

สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าอนาคตของเครื่องมือเช่นนี้อยู่ไกลเกินกว่าการทำให้ทุกอย่างเหมาะสมที่สุด ยังไม่ชัดเจนว่ารูปแบบสุดท้ายจะสร้างโครงสร้างได้ ตอนนี้เครื่องมือที่มีอยู่ สิ่งนี้ช่างมหัศจรรย์. มันสามารถทำการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีและการปรับมัดให้เหมาะสมได้ในขณะนี้ มันถูกใช้เพื่อสังเคราะห์รูปทรงเรขาคณิต

กระบวนการของข้อจำกัดหรือเป้าหมายระดับสูง และการประมวลผลเชิงคำนวณซึ่งค้นหาวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้นับพันหรือล้านรายการ จะเปลี่ยนชีวิตเราในแบบที่เราคาดไม่ถึง นั่นคือพลังของการใช้เครื่องมือนี้ในวันนี้ คุณจะได้รับแสงแห่งอนาคตและมันคือ RAD!

มาทำโคมไฟกันเถอะ!

ขั้นตอนที่ 5: Generative Design: ความล้มเหลวก่อนกำหนด โครงการกลุ่ม สู่การเติบโต 1,000 ปี

สิ่งแรกที่ฉันทำที่ท่าเรือ ฉันตั้งใจจะทำตะเกียง.. ความพยายามครั้งแรกตกลงมาที่หน้าของมัน แต่เรามีโอกาสได้ทำโปรเจ็กต์กลุ่ม โคมไฟวิวัฒนาการมาจากการทำงานร่วมกันนั้น

ขั้นตอนที่ 6: โครงการกลุ่ม

โครงการกลุ่ม:

เราต้องการสร้างโคมที่สวยงามเพื่อนำความอบอุ่นมาสู่พื้นที่ของเราที่ท่าเรือ 9 (Air-ea)

เราใช้แนวทางการออกแบบสองแบบแยกกัน วิธีหนึ่งสำหรับฐานโคมไฟ และอีกวิธีหนึ่งสำหรับส่วนประกอบการส่องสว่างโคมไฟ

ต้นแบบถูกพิมพ์บน Makerbot Replicator 2 เช่นเดียวกับต้นแบบของ Objet Electronics ที่มีขนาดสำหรับรุ่นที่ใหญ่กว่า แต่เนื่องจากข้อจำกัดด้านเวลาได้รับการแก้ไขเพื่อให้พอดีกับเวอร์ชันที่ลดขนาดลง

ทีมออกแบบ:

Charlie Katrycz

แมรี่ แฟรงค์

Michael Koehle

ไมเคิล เวอร์กัลลา

ขั้นตอนที่ 7: เริ่มต้นด้วยเรขาคณิตที่มีอยู่

วงแหวนบนและวงแหวนล่างคือพอร์ต

ที่เหลือคืออุปสรรค

อินพุตของ Dreamcatcher ได้รับการออกแบบใน Fusion 360

มีคุณสมบัติ CAD ที่สำคัญสองประการที่กลายเป็นพอร์ตที่โหลดและพอร์ตคงที่

แหวนที่โคมไฟห้อยลงมา (แก้ไขแล้ว)

วงแหวนที่ส่วนที่มีแสงของโคมตั้งอยู่ (โหลดแล้ว)

รูปทรงเรขาคณิตที่เหลือเป็นสิ่งกีดขวางตามอำเภอใจที่อนุญาตให้วางหลอดไฟไว้ในวงแหวน และช่วยควบคุมโซนป้องกันบางส่วน เช่น ภายในวงแหวนห้อย ตรงนี้ไม่มีอะไรงอกงามในจุดที่ฉันต้องการร้อยเชือกผ่านเพื่อแขวนชุดประกอบ

หลังจากปรับพารามิเตอร์การสร้างแบบจำลองแล้ว แบบจำลองจะ "ใส่ในเตาอบ"

เช้าวันรุ่งขึ้น ฉันมีการออกแบบประมาณ 2,000 แบบตามข้อจำกัดของฉัน

ต้นแบบแรกถูกสร้างขึ้นโดยไม่มี 3 กลีบใหญ่สุดท้าย (ภาพที่ 2)

ต้นแบบแรกไม่อนุญาตให้รวมเข้ากับการประกอบหลอดไฟได้ง่าย

ขั้นตอนที่ 8: การสำรวจการออกแบบ การเลือก การบูรณาการ

ฉันรัน 3 คำจำกัดความของปัญหาพร้อมกรณีโหลดที่แตกต่างกัน และพารามิเตอร์ของตัวแก้ไข

เช้าวันจันทร์ มี 6,000 แบบ!!!!

ส่วนที่สนุกเกี่ยวกับ Dreamcatcher คือคุณสร้างสิ่งมีชีวิตที่น่าสนใจซึ่งต้องการการสำรวจ

ฉันเลือกส่วนย่อยของการออกแบบที่หลอมรวมกันและบางส่วนที่อยู่ในขอบฟ้าของเหตุการณ์ และเริ่มพิมพ์ให้ทีมอภิปราย

ในระหว่างนี้ ฉันจะไล่ตามการออกแบบของมนุษย์ต่างดาวนี้ให้ไกลที่สุดเท่าที่ฉันจะทำได้!

โอ้ยยย หล่อขนาดไหนมาดูกัน!!!!

การออกแบบไข่นั้นยอดเยี่ยมเพราะเรามองหาวิธีเล่นกับแสงที่หลากหลายผ่านกระบวนการพิมพ์ 3 มิติแบบหลายวัสดุ ความซับซ้อนคือ "ฟรี" (ฉันเคยเกลียดถ้อยคำที่เบื่อหูนั้น)

---------------- Lantern Base Prints เสร็จแล้ว ได้เวลาเลือกทีมแล้ว!

เรามีผู้ชนะ!

ภาพแรก ซ้ายสุด

เราวางแผนที่จะพิมพ์ด้วยความสูง 170 มม. ในแกน Z แต่ไม่มี Fortis ดังนั้นเราจึงต้องทำส่วนประกอบโคมไฟไข่ขั้นสุดท้ายที่เหมาะกับรุ่นขนาดเล็ก (100 มม. ในแกน Z)

ขั้นตอนที่ 9: Final Group Lantern

ทุกอย่างมารวมกันและรุ่งโรจน์!

ภาพพิมพ์ไข่ทั้งสองใบสุดท้าย เมื่อถูกแสงจะให้แสงที่อบอุ่นและเป็นกันเอง

เมื่อรวมกับฐานดักฝัน เราได้บรรลุสิ่งที่เราตั้งเป้าไว้:

โคมไฟชนิดหนึ่งที่ใช้ซอฟต์แวร์การออกแบบล้ำสมัยและขั้นตอนการทำงานแบบคู่ขนาน

ขั้นตอนที่ 10: บอนไซดิจิทัล

ฉันชอบปัญหาและต้องการเคี้ยวมันมากกว่านี้ ชิ้นส่วนยืนด้วยตัวเอง 2 ชิ้นที่นำเสนอในงานนี้เป็นการสำรวจไม่ใช่โคมไฟแขวน แต่เมื่อปัญหาพลิกกลับด้าน ฉันพบเคสจำนวนมาก โดยมีกล่องรับน้ำหนักเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ และออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับติดตั้งใน Dreamcatcher เช่นกัน มีช่วงเวลาที่การออกแบบก้าวกระโดดอย่างมีวิวัฒนาการ มันเจ๋งจริง ๆ.. มันมุ่งหน้าไปในทิศทางที่แน่นอน.. แล้วบางสิ่งก็เปลี่ยนไปอย่างมากและเริ่มคลี่คลาย เป็นหนึ่งในเหตุผลที่ฉันชอบสำรวจด้วยเครื่องมือนี้ มันเหมือนกับการดูชีวิตเกิดขึ้น วิสัยทัศน์และการพัฒนาในอนาคตนั้นยอดเยี่ยมมาก ซอฟต์แวร์แต่ละรุ่นดีกว่ารุ่นสุดท้าย

ผู้คนเห็นวัตถุดิจิทัลในรูปแบบที่เสร็จแล้วและมีบางอย่างขาดหายไป บางครั้งอาจเป็นจังหวะแปรงหรืออย่างอื่นที่ไม่มีคำพูด กระบวนการออกแบบ generative เป็นงานฝีมือดิจิทัล การเล่นระหว่างผู้สร้างและทรัพยากรการคำนวณ เครื่องคิดเลข TI-89 ดูเหมือนเครื่องคิดเลขหรือเครื่องมือที่ทรงพลังทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแต่ละบุคคล

สิ่งนี้จะเข้าสู่กระแสหลักอย่างรวดเร็วและจะได้รับการยอมรับ ฉันคิดว่าพลังนั้นอยู่นอกเหนือส่วนประกอบโครงสร้างเพียงอย่างเดียว แต่โซลูชันพหุฟิสิกส์ โซลูชั่นที่สามารถสร้างชุมชนที่สมดุลกับปากน้ำและสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ สิ้นเปลืองพลังงานและความร้อนน้อยลง

ส่วนที่เสร็จแล้วมีความสำคัญ ฉันได้ต่อสู้กับสิ่งนั้นในช่วง 6 เดือนที่ผ่านมา อาจนานกว่านี้! ฮ่าฮ่าฮ่า

พิมพ์ 3 มิติเพียงอย่างเดียวในขณะนี้ไม่เชื่อมต่อกับผู้คน ในบางกรณีมีชิ้นส่วนแฟชั่นหรือการออกแบบที่เอื้ออำนวย แต่วัตถุที่พิมพ์ 3 มิติเพียงอย่างเดียวไม่ได้มีเสน่ห์อย่างที่เคยทำ

วิวัฒนาการอย่างไร?

ขั้นตอนที่ 11: ฐานเรดวูด

ในช่วงต้นของที่อยู่อาศัย ฉันเห็นเศษไม้เรดวู้ดบางส่วน ฉันรู้สึกเชื่อมโยงกับต้นไม้และอายุก็ส่งผลต่อฉัน พวกเขาเป็นเวทีที่สมบูรณ์แบบสำหรับงานนี้

ในช่วงเวลาของการแสดง ฉันมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทั้งหมดพร้อม แต่แบตเตอรี่ใช้งานได้เพียงไม่กี่ชั่วโมง ฉันทำให้เวลาของฉันกับดวงอาทิตย์ผิดไปจริงๆ งานหลักของฉันเป็นแบบย้อนแสงเมื่อฉันจินตนาการถึงตอนกลางคืน งานนี้ไม่ได้จุดไฟ..ยังไงก็เป็นบทเรียนที่ดี

ฉันทำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดเสร็จแล้วและทดสอบหลังจากการแสดง

ขั้นตอนที่ 12: ต้นบอนไซ Bears Fruit

ต้นไม้เหล่านี้ออกผลในรูปแบบที่แปลกใหม่

ไฟถูกควบคุมโดยแอพโทรศัพท์ที่ควบคุมสีและความเข้ม

สิ่งเหล่านี้จะดูดีจริง ๆ ในวิสัยทัศน์ดั้งเดิมของฉันเกี่ยวกับพวกเขาในป่าในธรรมชาติ ห้อยอยู่ตามทาง.

ขั้นตอนที่ 13: การออกแบบทั่วไป, ส่วนต่อประสานอิเล็กทรอนิกส์

ฉันมีการทดลองหนึ่งครั้งที่ทำงานตลอดเวลา ฉันต้องการทำให้คุณสมบัติที่เล็กที่สุดเป็นไปได้ด้วยอัลกอริธึมการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยี เป้าหมายของสิ่งนี้คือการวาดคู่ขนานกับส่วนประกอบทางชีวการแพทย์

ทุกครั้งที่พบทางออก ฉันจะโยนมันกลับเข้าสู่ระบบ

หลังจากเวลาผ่านไปนาน ผมก็สามารถเพิ่มความละเอียดและขับเคลื่อนระบบต่อไปเพื่อสร้างคุณสมบัติที่เล็กลง

ฉันสามารถพิมพ์ชิ้นส่วนบนเครื่องพิมพ์ Autodesk Ember ได้ พอดีกับแนวทแยงของถาดพิมพ์

ขั้นตอนที่ 14: Generative Design, Human Touch

เจนเนอเรทีฟดีไซน์มีอยู่หลายรูปแบบ และจนถึงปัจจุบันก็มีการเติบโตอย่างเต็มที่ เร็ว ๆ นี้จะมีทุกที่ แต่ในขณะเดียวกันงานพิมพ์ 3 มิติที่ดูเซ็กซี่และแปลกตาก็อย่าเพิ่งตัด ศิลปินอีกคนที่ Autodesk Arthur ทำเก้าอี้ไม้ที่สวยงาม เก้าอี้ทั่วไป

ฉันมีบทสนทนามากมายที่ถามผู้คนที่มีปฏิสัมพันธ์กับชิ้นส่วนว่าพวกเขาเกี่ยวข้องหรือไม่ ฉันไม่สามารถสื่อสารได้อย่างง่ายดาย ประสบการณ์ของฉันในกระบวนการนี้

การดูแลด้วยความช่วยเหลือด้านคอมพิวเตอร์

คุณสามารถรู้สึกถึงอนาคต มันยากที่จะอธิบายหรือสื่อสาร อย่างน้อยสำหรับฉัน มันก็หายไป

สำหรับตอนนี้.

เครื่องมือประมวลผลข้อมูลที่ฉันได้เห็นจะช่วยบอกเล่าเรื่องราว การเดินทางของเจเนอเรทีฟดีไซน์

สำหรับฉัน. ฉันต้องการเพิ่มองค์ประกอบของมนุษย์ ฉันต้องการผิวที่เรียบเนียนและฉันก็ชี้ไปที่แว็กซ์

ฉันต้องการการออกแบบที่แข็งแกร่งที่สามารถจัดการได้ เดิมได้รับการออกแบบด้วยอลูมิเนียม แต่พิมพ์ด้วยพลาสติก

การสัมผัสเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อต้นไม้ เพื่อมนุษย์ เพื่องานศิลปะ ฉันยังคิดสำหรับการออกแบบกำเนิด!

ฉันนำชิ้นนี้ไปที่ Artworks Foundry ในเบิร์กลีย์ แคลิฟอร์เนีย

หลังจากพูดคุยกับพวกเขา พวกเขาช่วยฉันใส่ชั้นแว็กซ์บางส่วนลงไป

จากนั้นปล่อยให้ฉันทำงานแว็กซ์จนพอใจ

ในที่สุด องค์ประกอบของมนุษย์ มันเป็นความร่วมมือด้านการออกแบบอย่างแท้จริง ฉันคิดว่านี่เป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้เก้าอี้ไม้มีความสวยงาม รู้ว่ามีช่าง ดังนั้นอาจจะเป็นเช่นนั้น เพิ่มเติมของปิงปอง กลับไปมาในขั้นตอนต่าง ๆ ของกระบวนการ

ขั้นตอนที่ 15: การออกแบบทั่วไป การหล่อทองแดง

ภาพส่วนหลังหล่อด้วยทองสัมฤทธิ์

ช่องระบายอากาศและตำแหน่งเทยังไม่ถูกลบ!

เพิ่มเติมที่จะมา กลับมาตรวจสอบในภายหลังเพื่อดูวิวัฒนาการต่อไปของต้นบอนไซดิจิทัล