Projektowanie generatywne - ewolucja cyfrowego drzewka Bonsai: 15 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Rozpocząłem współpracę z Grupą Badawczą w Autodesk z Dreamcatcherem około 2 lata temu.

W tym czasie używałem go do projektowania statków kosmicznych.

Od tego czasu nauczyłem się kochać to narzędzie programowe, ponieważ pozwala mi eksplorować tysiące projektów i opcji, których nigdy bym sobie nie wyobrażał z powodu ograniczeń czasowych.

Ma również pętlę sprzężenia zwrotnego, nie widzę projektu, inspiruje mnie wiele projektów, które pojawiają się na ścieżce iteracji.

Ścieżka jest bardzo podobna do oglądania przybliżającego się czasu. 1000 lat na dobę. Jedyne, co naprawdę zrozumiałem, że ma 1000 lat, to sekwoje w Kalifornii, w szczególności w Big Basin. Jest drzewo, które wyznacza na pierścieniach daty wydarzeń w historii. Chodzenie wśród tych drzew jest bardzo upokarzające.

Rozwiązania łapacza snów, takie jak drzewa, są wytworem środowiska oraz obciążeń i ograniczeń, które są stosowane w czasie jego użytkowania. Mała zmiana i drzewo może być zupełnie inne.

Krok 1: Projektowanie generatywne, istniejąca geometria - porty

Najpierw trochę tła.

Jeśli masz dwa bloki, A. i B.

Chciałbyś je połączyć.

Dreamcatcher zsyntetyzuje geometrię na podstawie twoich danych wejściowych.

Krok 2: Projektowanie generatywne, istniejąca geometria – przeszkody

Jeśli chcesz, aby geometria łącząca znajdowała się tylko na ścianach, które są najbliżej siebie i nigdzie indziej, nie musisz MASKOWAĆ części, aby nowa zsyntetyzowana geometria nie mogła się połączyć.

Będzie to dodatkowa bryła lub bryły o istniejącej geometrii.

Krok 3: Projektowanie generatywne, inicjalizacja - generowanie pierwszej iteracji

Pierwsza iteracja obejmuje całą istniejącą geometrię.

(może to być w kształcie czegoś innego przy użyciu geometrii Seed - nie omówione tutaj;))

Krok 4: Projektowanie generatywne, generowanie i ewolucja

Na podstawie zastosowanych obciążeń i ustawień solvera otrzymasz zsyntetyzowaną geometrię połączoną z istniejącymi portami A. i B.

Należy zauważyć, że przyszłość takich narzędzi wykracza daleko poza optymalizację czegokolwiek, nie jest jasne, czy ostateczna forma kiedykolwiek stworzy struktury. W tej chwili narzędzie istnieje. To jest niesamowite. W tej chwili może wykonywać optymalizację topologii i optymalizację kratownicy. Służy do syntezy geometrii.

Proces wysokopoziomowych ograniczeń lub celów oraz obliczeniowa kuracja, która przeszukuje tysiące lub miliony potencjalnych rozwiązań, zmienią nasze życie w sposób, którego nie możemy sobie wyobrazić. Na tym polega moc korzystania z tego narzędzia dzisiaj. Możesz uzyskać przebłysk przyszłości i to jest RAD!

Zróbmy lampę!

Krok 5: Projektowanie generatywne: wczesna porażka, projekt grupowy, wzrost o 1000 lat

Jako jedną z pierwszych rzeczy, które zrobiłem na Molo, postanowiłem zrobić lampę.. pierwsza próba spadła na twarz, ale dostaliśmy możliwość zrobienia projektu grupowego. Lampy wyewoluowały z tej współpracy.

Krok 6: Projekt grupowy

PROJEKT GRUPOWY:

Chcieliśmy stworzyć piękną latarnię, aby ogrzać naszą przestrzeń na molo 9. (Air-ea)

Zastosowaliśmy dwa oddzielne podejścia do projektowania, jedno dla podstawy latarni, a drugie dla komponentu oświetlenia latarni.

Prototypy zostały wydrukowane na Makerbot Replicator 2, a prototypy Objet Electronics zostały dostosowane do większej wersji, ale ze względu na ograniczenia czasowe zostały zmodyfikowane, aby pasowały do pomniejszonej wersji.

Zespół projektowy:

Charlie Katrycz

Maria Franck

Michael Koehle

Michael Vergalla

Krok 7: Zacznij od istniejącej geometrii

Górny pierścień i dolny pierścień to porty

Reszta to przeszkody

Wejścia do Dreamcatchera zostały zaprojektowane w Fusion 360

Istnieją dwie ważne funkcje CAD, które stają się portem załadowanym i portem stałym.

Pierścień, na którym wisi lampa. (Naprawiony)

Pierścień, w którym znajduje się oświetlona część lampy. (Załadowany)

Reszta geometrii to arbitralne przeszkody, które pozwalają na umieszczenie żarówki w pierścieniu i pomagają kontrolować niektóre strefy ochronne, takie jak wnętrze wiszącego pierścienia. To jest tak, że nic nie rośnie tam, gdzie chcę przełożyć pętlę sznurka, aby zawiesić zespół.

Po dostrojeniu parametrów generowania model jest "wkładany do piekarnika"

Następnego ranka mam około 2000 projektów opartych na moich ograniczeniach.

Pierwsze prototypy zostały wygenerowane bez ostatnich 3 dużych płatów. (drugi obraz)

Pierwszy prototyp nie pozwalał na łatwą integrację z zespołem żarówki.

Krok 8: Eksploracja projektu, wybór, integracja

Uruchomiłem 3 definicje problemów z różnymi przypadkami obciążeń i parametrami solvera.

Do poniedziałku rano miałem 6000 projektów!!!!

Fajną częścią łapacza snów jest to, że tworzysz ciekawe stworzenia, które wymagają eksploracji.

Wziąłem podzbiór projektów, które były zbieżne i niektóre, które znajdowały się na horyzoncie wydarzeń, i zacząłem je drukować, aby zespół mógł je omówić.

W międzyczasie będę ścigał ten obcy projekt jak najgłębiej w króliczej norze!

Ohhh patrz jak fajnie to wygląda!!!!

Projekty jajek są niesamowite, ponieważ szukamy różnych sposobów na zabawę światłem w procesach drukowania 3D z wielu materiałów. Złożoność jest „darmowa” (nienawidziłem tego frazesu)

---------------- Wydruki bazy latarni są gotowe Czas wybrać jako zespół!

Mamy zwycięzcę!

Pierwszy obraz po lewej stronie.

Planujemy wydrukować taki o wysokości 170mm w osi Z, ale Fortis nie był dostępny, więc musimy wykonać końcowy element lampionu na jajka pasujący do małych modeli (100mm w osi Z)

Krok 9: Ostatnia grupowa latarnia

Wszystko się łączy i jest wspaniałe!

Obydwa końcowe odbitki jajek, po oświetleniu, dają ciepły, przyjazny blask.

W połączeniu z bazami Dreamcatcher osiągnęliśmy to, do czego dążyliśmy:

Jedyna w swoim rodzaju latarnia, która wykorzystuje najnowocześniejsze oprogramowanie do projektowania i równoległe przepływy pracy.

Krok 10: Cyfrowe Bonsai

Podoba mi się ten problem i chciałem go jeszcze trochę przeżuć. Dwa samodzielne elementy prezentowane na wystawie to eksploracje nie lampy wiszącej, ale sytuacji, gdy problem zostaje odwrócony do góry nogami. Prowadziłem wiele przypadków, z rosnącymi przypadkami obciążenia i zaprojektowałem również montaż elektroniki w Dreamcatcher. Są chwile, w których projekt ma ewolucyjny skok. Jest naprawdę fajnie… zmierza w określonym kierunku… a potem coś się drastycznie zmienia i zaczyna się uspokajać. To jeden z powodów, dla których uwielbiam odkrywać za pomocą tego narzędzia, to jak obserwowanie, jak toczy się życie. Przyszła wizja i rozwój są naprawdę niesamowite. Każda wersja oprogramowania jest lepsza od poprzedniej.

Ludzie widzą cyfrowy obiekt w skończonej formie i czegoś brakuje, czasem jest to pociągnięcie pędzla lub coś innego bez słów. Proces projektowania generatywnego to rzemiosło cyfrowe, gra między twórcą a zasobem obliczeniowym. W zależności od osoby kalkulator TI-89 wygląda jak kalkulator lub potężne narzędzie.

To szybko wejdzie do głównego nurtu i zostanie zaakceptowane. Myślę, że moc leży poza samymi elementami konstrukcyjnymi, ale rozwiązaniami multifizycznymi. Rozwiązania, które mogą tworzyć społeczności równoważące mikroklimat i środowisko naturalne. Marnowanie mniej energii i ciepła.

Ważna jest gotowa część. Walczyłem z tym przez ostatnie 6 miesięcy. Prawdopodobnie dłużej! hahaha

Same wydruki 3D w tej chwili nie łączą się z ludźmi. W niektórych przypadkach istnieją elementy mody lub projekty umożliwiające, ale sam obiekt drukowany w 3D nie ma takiego uroku, jak kiedyś.

Jak ewoluować?

Krok 11: Baza Redwood

Na początku rezydencji widziałem kilka kawałków „złomowej” sekwoi. Czułem się związany z drzewami, a ich wiek miał na mnie wpływ. Byli idealną platformą do tej pracy.

Na czas wystawy miałem gotową przede wszystkim elektronikę, ale baterie wytrzymywały tylko kilka godzin. Naprawdę popsułem sobie czas ze słońcem. Moja główna praca była podświetlana od tyłu, kiedy wyobrażałam to sobie w nocy. Ta praca nie była oświetlona… w każdym razie była to dobra lekcja.

Skończyłem wszystkie urządzenia elektroniczne i przetestowałem je po pokazie.

Krok 12: Drzewo Bonsai Niedźwiedzie Owoce

Drzewa te w niekonwencjonalnej formie owocują.

Światłami steruje aplikacja na telefon, która kontroluje kolor i intensywność.

Te będą naprawdę dobrze wyglądać w mojej oryginalnej wizji w lesie, na łonie natury. Wiszące na szlaku.

Krok 13: Projektowanie generatywne, interfejs elektroniczny

Przez cały czas prowadziłem jeden eksperyment. Chciałem, aby algorytmy optymalizacji topologii umożliwiały jak najmniejsze funkcje. Celem tego było narysowanie paraleli do komponentów biomedycznych.

Za każdym razem znajdowałem rozwiązanie. Wrzuciłbym to z powrotem do systemu.

Po długim czasie udało mi się podnieść rozdzielczość i dalej sterować systemem, aby tworzyć mniejsze funkcje.

Udało mi się wydrukować część na drukarce Autodesk Ember. Pasuje do przekątnej tacy druku.

Krok 14: Projektowanie generatywne, ludzki dotyk

Projektowanie generatywne występuje w wielu formach i do tej pory dojrzewają. Wkrótce będzie wszędzie, ale w międzyczasie seksowne, dziwnie wyglądające wydruki 3D, po prostu nie rób tego. Inny artysta z Autodesk Arthur wykonał piękne drewniane krzesło. Krzesło generatywne

Przeprowadziłem wiele rozmów, pytając ludzi, którzy wchodzili w interakcję z utworami, z czym się łączyli, a czego nie.

Kuracja z pomocą obliczeniową.

Możesz poczuć przyszłość. Tak trudno to opisać lub zakomunikować. Więc przynajmniej dla mnie to się gubi.

Na razie.

Narzędzia do przetwarzania danych, które widziałem, pomogą opowiedzieć historię, podróż projektowania generatywnego.

Dla mnie. Musiałem dodać element ludzki. Zależało mi na gładkim wykończeniu i wskazałem na wosk.

Chciałem mieć mocną konstrukcję, którą można by było obsłużyć. Pierwotnie został zaprojektowany z aluminium, ale wydrukowany na plastiku.

Dotyk był ważny. Dla drzew, dla ludzi, dla sztuki. Myślę też o projektowaniu generatywnym!

Zabrałem dzieło do Artworks Foundry w Berkeley w Kalifornii.

Po rozmowie z nimi pomogli mi nałożyć kilka warstw wosku na część.

Następnie pozwól mi pracować z woskiem ku mojej satysfakcji.

Wreszcie ŻYWIOŁ LUDZKI. To była naprawdę współpraca projektowa. Myślę, że to po części dlatego drewniane krzesło jest tak piękne. Wiesz, że jest rzemieślnik. Więc może to wszystko. Więcej ping-ponga, tam iz powrotem na różnych etapach procesu.

Krok 15: Projektowanie generatywne, odlewanie z brązu

Obrazy części zaraz po odlaniu w brązie.

Nie usunięto otworów wentylacyjnych i miejsc nalewania!

Więcej w przyszłości. Sprawdź później, jaka jest kolejna ewolucja Cyfrowego Drzewka Bonsai.