Generatief ontwerp - evolutie van een digitale bonsaiboom - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Ik begon ongeveer 2 jaar geleden te werken met de onderzoeksgroep bij Autodesk met Dreamcatcher.

In die tijd gebruikte ik het om ruimtevaartuigen te ontwerpen.

Sinds die tijd ben ik van deze softwaretool gaan houden, omdat ik duizenden ontwerpen en opties kan verkennen die ik vanwege tijdgebrek nooit had kunnen bedenken.

Het heeft ook een feedbacklus, ik kan een ontwerp niet ongedaan maken, ik ben geïnspireerd door veel van de ontwerpen die langs het iteratiepad naar voren komen.

Het pad lijkt erg op het kijken naar de tijd die voorbij zoomt. 1000 jaar per 24 uur. Het enige dat ik echt heb begrepen dat 1000 jaar oud is, zijn de sequoia's in Californië, Big Basin in het bijzonder. Er is een boom die op de ringen de data van gebeurtenissen in de geschiedenis markeert. Het is heel nederig om tussen die bomen te lopen.

Dreamcatcher-oplossingen zoals bomen zijn een product van de omgeving en de belastingen en beperkingen die tijdens hun levensduur worden uitgeoefend. Een kleine verandering en de boom kan totaal anders zijn.

Stap 1: generatief ontwerp, bestaande geometrie - poorten

Eerst wat achtergrond.

Als je twee blokken hebt, A. en B.

Je zou ze willen koppelen.

Dreamcatcher zal geometrie synthetiseren op basis van jouw input.

Stap 2: generatief ontwerp, bestaande geometrie - obstakels

Als u wilt dat uw verbindende geometrie zich alleen op de vlakken bevindt die het dichtst bij elkaar liggen, en nergens anders, moet u het onderdeel MASKEREN zodat de nieuwe gesynthetiseerde geometrie geen verbinding kan maken.

Dit zal een extra lichaam of lichamen met bestaande geometrie zijn.

Stap 3: generatief ontwerp, initialisatie - eerste iteratie genereren

De eerste iteratie omvat alle bestaande geometrie.

(dit kan in de vorm van iets anders zijn met behulp van Seed-geometrie - hier niet behandeld;))

Stap 4: generatief ontwerpen, genereren en evolueren

Op basis van uw toegepaste belastingen en oplosserinstellingen krijgt u gesynthetiseerde geometrie die is aangesloten op uw bestaande poorten A. en B.

Het is belangrijk op te merken dat de toekomst van dit soort tools veel verder gaat dan het optimaal maken van iets, het is niet duidelijk dat de uiteindelijke vorm ooit structuren zal maken. Op dit moment bestaat de tool. Dit is geweldig. Het kan op dit moment topologie-optimalisatie en truss-optimalisatie uitvoeren. Het wordt gebruikt om geometrieën te synthetiseren.

Het proces van beperkingen of doelen op hoog niveau, en een computationeel beheer dat duizenden of miljoenen mogelijke oplossingen zoekt, zal ons leven veranderen op manieren die we ons niet kunnen voorstellen. Dat is de kracht van het gebruik van deze tool vandaag. U kunt een glimp van de toekomst krijgen en het is RAD!

Laten we een lamp maken!

Stap 5: generatief ontwerp: vroegtijdig falen, tot groepsproject, tot groei van 1000 jaar

Als een van de eerste dingen die ik op de Pier deed, wilde ik een lamp maken. De eerste poging viel plat op zijn gezicht, maar we kregen de kans om een groepsproject te doen. Uit die samenwerking zijn de lampen voortgekomen.

Stap 6: Groepsproject

GROEPSPROJECT:

We wilden een prachtige lantaarn maken om warmte te brengen in onze ruimte op Pier 9. (Air-ea)

We hebben twee afzonderlijke ontwerpbenaderingen gebruikt, een voor de lantaarnbasis en een voor de lantaarnverlichtingscomponent.

Prototypes werden afgedrukt op Makerbot Replicator 2 en de prototypes van Objet Electronics werden op maat gemaakt voor de grotere versie, maar vanwege tijdgebrek werden ze aangepast om in een verkleinde versie te passen.

Ontwerpgroep:

Charlie Katrycz

Mary Frank

Michael Koehle

Michael Vergalla

Stap 7: Begin met bestaande geometrie

De bovenste ring en onderste ring zijn poorten

De rest zijn obstakels

De inputs voor Dreamcatcher zijn ontworpen in Fusion 360

Er zijn twee belangrijke CAD-functies die de geladen poort en de vaste poort worden.

De ring waar de lamp aan hangt. (Gemaakt)

De ring waar het verlichte deel van de lamp in zit. (Geladen)

De rest van de geometrie zijn willekeurige obstakels die het mogelijk maken om de lamp in de ring te plaatsen, en helpen bij het controleren van sommige buitenzones, zoals binnen de hangende ring. Dit is zo dat er niets groeit waar ik een lus van touw door wil steken om het geheel op te hangen.

Na het afstemmen van generatieparameters wordt het model "in de oven gezet"

De volgende ochtend heb ik ~2000 ontwerpen op basis van mijn beperkingen.

De eerste prototypes werden gegenereerd zonder de laatste 3 grote lobben. (2e afbeelding)

Het eerste prototype liet geen gemakkelijke integratie met de lampassemblage toe.

Stap 8: Ontwerpverkenning, selectie, integratie

Ik heb 3 probleemdefinities uitgevoerd met verschillende belastingsgevallen en oplosserparameters.

Maandagochtend had ik 6000 ontwerpen!!!!

Het leuke van dromenvanger is dat je interessante wezens maakt die moeten worden onderzocht.

Ik nam een subset van de ontwerpen die waren geconvergeerd en enkele die op de horizon van de gebeurtenis stonden en begon ze af te drukken zodat het team ze kon bespreken.

In de tussentijd zal ik dit buitenaardse ontwerp zo ver mogelijk in het konijnenhol achtervolgen!

Ohhh kijk eens hoe gaaf het eruit ziet!!!!

De eierontwerpen zijn geweldig omdat we kijken naar verschillende manieren om met licht te spelen door middel van 3D-printprocessen met meerdere materialen. Complexiteit is "gratis" (ik haatte dat cliché)

---------------- Lantaarnbasis Prints zijn klaar Tijd om als team te selecteren!

We hebben een winnaar!

Eerste afbeelding, uiterst links.

We zijn van plan er een te printen met een hoogte van 170 mm in de Z-as, maar de Fortis was niet beschikbaar, dus we moeten een laatste eierlantaarncomponent maken die past bij de kleine modellen (100 mm in de Z-as)

Stap 9: Laatste Groepslantaarn

Het komt allemaal samen, en het is heerlijk!

Beide uiteindelijke eierafdrukken geven, wanneer ze aangestoken zijn, een warme, uitnodigende gloed.

In combinatie met de dromenvangerbases hebben we bereikt wat we wilden:

Een unieke lantaarn die gebruikmaakte van geavanceerde ontwerpsoftware en parallelle werkstromen.

Stap 10: Digitale Bonsai

Ik hou van het probleem en wilde er wat meer op kauwen. De 2 op zichzelf staande stukken die op de show worden gepresenteerd, zijn verkenningen van niet een hanglamp, maar wanneer het probleem ondersteboven wordt gekeerd. Ik heb veel gevallen uitgevoerd, met incrementeel toenemende belastingsgevallen en ontwierp ook de elektronica-montage in Dreamcatcher. Er zijn momenten waarop het ontwerp evolutionaire sprongen maakt. Het is echt cool.. het gaat een bepaalde richting uit.. en dan verandert er iets drastisch en begint het tot rust te komen. Het is een van de redenen waarom ik het leuk vind om met deze tool te verkennen, het is alsof je het leven ziet gebeuren. De toekomstvisie en ontwikkeling is echt geweldig. Elke versie van de software is beter dan de vorige.

Mensen zien een digitaal object in een afgewerkte vorm en er lijkt iets te ontbreken, soms is het de penseelstreek of iets anders zonder woorden. Het generatieve ontwerpproces is een digitaal ambacht, een spel tussen de maker en de computationele bron. Afhankelijk van de persoon ziet een TI-89-rekenmachine eruit als een rekenmachine of een krachtig hulpmiddel.

Dit zal snel mainstream worden en geaccepteerd worden. Ik denk dat de kracht verder gaat dan alleen structurele componenten, maar multifysische oplossingen. Oplossingen die gemeenschappen kunnen creëren die in evenwicht zijn met microklimaten en natuurlijke omgeving. Minder energie en warmte verspillen.

Het afgewerkte deel is belangrijk. Daar heb ik de afgelopen 6 maanden mee geworsteld. Waarschijnlijk langer! hahaha

3D-prints alleen maken momenteel geen verbinding met mensen. In sommige gevallen zijn er modestukken of ontwerpen, maar een 3D-geprint object alleen heeft niet de allure die het ooit had.

Hoe evolueren?

Stap 11: Redwood-basis

Al vroeg in de residentie zag ik wat stukjes "schroot" redwood. Ik voelde me verbonden met de bomen en hun leeftijd beïnvloedde me. Zij waren het perfecte platform voor dit werk.

Op het moment van de show had ik vooral de elektronica klaar, maar de batterijen gingen maar een paar uur mee. Ik heb mijn timing echt verpest met de zon. Mijn hoofdwerk was verlicht toen ik me het 's nachts voorstelde. Dit werk was niet verlicht.. het was in ieder geval een goede les.

Ik heb alle elektronica-units afgemaakt en na de show getest.

Stap 12: Bonsaiboom draagt fruit

In onconventionele vorm fruit deze bomen.

De lichten worden bestuurd door een telefoon-app die de kleur en intensiteit regelt.

Deze zullen er heel goed uitzien in mijn oorspronkelijke visie van hen in het bos, in de natuur. Hangend langs een pad.

Stap 13: generatief ontwerp, elektronische interface

Ik had de hele tijd één experiment lopen. Ik wilde de kleinst mogelijke functies maken door algoritmen voor topologie-optimalisatie. Het doel hiervan was om een parallel te trekken met biomedische componenten.

Elke keer vond ik een oplossing. Ik zou het terug in het systeem gooien.

Na een lange tijd kon ik de resolutie verhogen en het systeem blijven aansturen om kleinere functies te maken.

Ik kon het onderdeel op de Autodesk Ember-printer afdrukken. Het past in de diagonaal van de printlade.

Stap 14: generatief ontwerp, menselijke aanraking

Generatief ontwerp bestaat in een aantal vormen, en tot op heden groeien ze in volwassenheid. Zeer binnenkort zal het overal zijn, maar in de tussentijd maken sexy, vreemd uitziende 3D-prints het gewoon niet. Een andere kunstenaar bij Autodesk Arthur heeft een prachtige houten stoel gemaakt. generatieve stoel

Ik had veel gesprekken met mensen die interactie hadden met de stukken waar ze wel of niet mee te maken hadden. Ik was niet in staat om gemakkelijk te communiceren, mijn ervaring met het proces.

De curatie met computationele hulp.

Je kunt de toekomst voelen. Het is zo moeilijk te beschrijven of te communiceren. Dus voor mij gaat het in ieder geval verloren.

Voor nu.

Gegevensverwerkingstools waarvan ik een glimp heb gezien, zullen helpen het verhaal te vertellen, de reis van generatief ontwerp.

Voor mij. Ik moest het menselijke element toevoegen. Ik wilde een gladde afwerking en ik werd gewezen op wax.

Ik wilde een sterk ontwerp dat hanteerbaar was. Het was oorspronkelijk ontworpen in aluminium, maar gedrukt in plastic.

Aanraken was belangrijk. Voor bomen, voor mensen, voor kunst. Ik denk ook aan generatief design!

Ik nam het stuk mee naar de Artworks Foundry in Berkeley, Californië.

Nadat ze met hen hadden gesproken, hielpen ze me om wat waslagen op het onderdeel te plaatsen.

Laat me dan vrij om de was naar mijn tevredenheid te bewerken.

Tot slot het MENSELIJKE ELEMENT. Het was echt een ontwerpsamenwerking. Ik denk dat dit een van de redenen is waarom de houten stoel zo mooi is. Je weet dat er een vakman is. Dus misschien is dat het. Meer van de pingpong, een heen en weer in verschillende stadia van het proces.

Stap 15: generatief ontwerp, bronsgieten

Afbeeldingen van onderdeel direct na het gieten in brons.

Ventilatieopeningen en stortplaatsen zijn niet verwijderd!

Meer volgt. Kom later terug voor de volgende evolutie van de digitale bonsaiboom.