Generative Design: cos’è, come funziona ed esempi 2021

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Generative Design, il futuro del disegno, dello sviluppo e della progettazione basato su intelligenza artificiale che consente ai sistemi di generare proposte, suggerimenti se non addirittura componenti e parti di progetto a chi sviluppa prodotti e soluzioni.

Cos’è il Generative Design: un motore di ricerca per qualcosa che non esiste

Il Generative Design è una forma di intelligenza artificiale in grado di esplorare il design. Gli ingegneri o progettisti impostano degli obiettivi di progettazione e dei parametri come materiali, costo e requisiti nel software di progettazione generativa. Successivamente il software genera rapidamente le alternative progettuali.

Un search engine non per cercare “cose che esistono” ma per trovare all’interno del design informazioni e indicazioni per cose che ancora non esistono ma che potrebbero aiutare chi progetta a sviluppare nuovi prodotti e soluzioni.

Non è fantascienza, è la nuova frontiera del Generative Design. Ecco come lo spiegava Francesco Iorio, Direttore del Computational Science Research dell’Autodesk Research a Toronto (Canada) in occasione dell’evento italiano Autodesk Forum tenutosi nel 2017 a Milano.

Francesco Iorio - Generative Design«Nel Generative Design, progettazione/design e produzione sono la stessa cosa: ideare qualcosa che non può essere prodotto non ha senso», diceva Iorio, «ma progettare qualcosa di nuovo non è mai un processo facile. Il Generative Design nasce dall’idea di portare l’intelligenza artificiale all’interno dei sistemi di progettazione e sviluppo per accelerare e migliorare i processi di ideazione e creazione».

Dal punto di vista tecnico, il Generative Design può essere definito come un metodo in cui uno o più criteri vengono definiti come obiettivi e vincoli (e una varietà di design vengono sintetizzati) che soddisfano le caratteristiche richieste. Alla base di tutto c’è quindi l’intelligenza artificiale.

«Anche se il design generativo è spesso considerato come una tecnologia che produce un disegno ottimale di prodotto dato un insieme di requisiti – puntualizzava Iorio – è in realtà un sistema sofisticato di problem solving multi-variabile e può essere applicato a una serie di complicati dilemmi o situazioni. Il design generativo deve essere considerato come un processo di definizione di obiettivi e vincoli di alto livello che richiede un utilizzo massivo del potere di calcolo per esplorare automaticamente un ampio spazio di progettazione per identificare le migliori opzioni di progettazione da suggerire».

Come funziona: la conoscenza del Generative Design diventa strumento decisionale

In questo momento il Generative Design utilizza algoritmi di Machine Learning per il riconoscimento di testo e immagini attraverso il quale formulare poi proposte, idee, suggerimenti a chi progetta o modella soluzioni.

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«Le potenzialità di questi strumenti vanno ben oltre le “raccomandazioni” – raccontava Iorio – perché consentono in realtà ai progettisti, agli ingegneri, ai creativi di meglio comprendere anche il contesto in cui verranno inseriti certi prodotti, sia che si tratti di una scarpa, di una nave o di un edificio, ridefinendo così anche i processi di modellazione di ogni singolo componente o parte dell’oggetto».

L’algoritmo su cui stanno lavorando al centro di ricerca di Toronto, in sostanza, permette di avere una conoscenza molto più approfondita rispetto al problema che si sta cercando di risolvere in fase di progettazione. «La conoscenza è uno strumento decisionale, non solamente un supporto al design», aggiungeva deciso Iorio.

Dal riconoscimento al ragionamento: la nuova frontiera dell’intelligenza artificiale nel Generative Design

Francesco Iori - AI Generative Design«Quando i dati a disposizione saranno superiori, i sistemi di Generative Design potranno sfruttare algoritmi di Machine e Deep Learning per imparare non solo a riconoscere richieste ed immagini ma anche per passare alla fase più avanzata, quella del ragionamento e della generazione automatica di contenuti».

Si parla in questo caso di “algoritmi di generazione sintetica”, per esempio con capacità di generare automaticamente una modellazione 3D da una immagine bidimensionale o una foto comune, senza avere altre informazioni o altre immagini di riferimento, “semplicemente” con il ragionamento.

Questa nuova fase aprirà inoltre le porte ad una serie di “attività parallele” come il 3D printing automatico attraverso l’utilizzo di robot che analizzano le informazioni e la conoscenza prodotta dai sistemi di Generative Design per avviare i processi di prototipazione e modellazione necessari.

«Per rendere ancora più rapida questa evoluzione serviranno sempre di più anche dati reali, quelli per esempio del contesto, quindi IoT e Big Data Analytics diventeranno ancora più importanti nel percorso di semplificazione e accelerazione del design di cose realmente producibili (in quest’ottica anche lo studio e l’analisi dei nuovi materiali e di come si “comportano” in determinati contesti diventa leva importante della progettazione perché consente di avviare simulazioni interattive prima ancora di provvedere alla modellazione)», concludeva con entusiasmo Iorio.

Quali sono i vantaggi del Generative Design?

Progetti facili da modificare

Con un software di Generative Design è possibile apportare modifiche in qualsiasi punto del progetto.
Le modifiche sono automatiche e vengono elaborate e aggiornate rapidamente.

Risparmio di tempo

I software di progettazione generativa sono in grado di generare progetti e completare le attività con tempistiche impossibili quando si utilizzano software tradizionali.

Riduzione dei costi

Se prima un team di progettisti richiedeva centinaia di lavoratori, con il software di Generative Design, il numero dei lavoratori è inferiore. Questo significa una riduzione dei costi e una riassegnazione del budget per altre questioni urgenti.

Esempi di Generative Design

Il Generative Design viene utilizzato nei seguenti settori: sanitario, automotive, architettura, aerospaziale, costruzione, grafico e design del prodotto. Ecco alcuni esempi di aziende che lo utilizzano.

Airbus

Il gruppo Airbus utilizza il generative design per creare prodotti che aiutano a ridurre il peso dei componenti strutturali, mantenendo allo stesso tempo i requisiti di sicurezza.

Heydar Aliyev Centre

generative-design-Heydar-Aliyev-Centre

Zaha Hadid è stata una degli architetti più importanti per l’utilizzo di metodi innovativi di progettazione.
Questo edificio a forma di astronave si trova a Baku, la capitale dell’Azerbaigian. Oltre a essere un pezzo straordinario di architettura, è un museo, sala conferenze e biblioteca. Attraverso il Generative Design hanno creato una forma in grado di soddisfare tutti i parametri di progettazione e fornito un perfetto design di interni.

Within Medical

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Intelligenza Artificiale

Within Medical è un software di progettazione generativa di impianti ortopedici che serviranno ai designer e ingegneri per creare impianti medici per l’osteointegrazione.

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