Diseño generativo: evolución de un árbol bonsái digital: 15 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Comencé a trabajar con el grupo de investigación de Autodesk con Dreamcatcher hace aproximadamente 2 años.

En ese momento lo estaba usando para diseñar naves espaciales.

Desde entonces, he aprendido a amar esta herramienta de software, ya que me permite explorar miles de diseños y opciones que nunca hubiera imaginado debido a limitaciones de tiempo.

También tiene un ciclo de retroalimentación, no puedo dejar de ver un diseño, me inspiran muchos de los diseños que surgen a lo largo de la ruta de iteración.

El camino es muy parecido a ver pasar el tiempo. 1000 años por 24 horas. Lo único que realmente he entendido que tiene 1000 años son las secuoyas en California, Big Basin en particular. Hay un árbol que marca en los anillos las fechas de los eventos en la Historia. Es muy humillante caminar entre esos árboles.

Las soluciones de atrapasueños, como los árboles, son producto del medio ambiente y de las cargas y limitaciones que se aplican durante su vida útil. Un pequeño cambio y el árbol podría ser totalmente diferente.

Paso 1: Diseño generativo, geometría existente: puertos

Primero, algunos antecedentes.

Si tiene dos bloques, A. y B.

Le gustaría conectarlos.

Dreamcatcher sintetizará la geometría en función de su entrada.

Paso 2: Diseño generativo, geometría existente: obstáculos

Si desea que su geometría de conexión solo esté en las caras más cercanas entre sí, y en ningún otro lugar, debe ENMASCAR la pieza para que la nueva geometría sintetizada no pueda conectarse.

Este será un cuerpo o cuerpos adicionales de geometría existente.

Paso 3: Diseño generativo, inicialización: generación de la primera iteración

La primera iteración incluye toda la geometría existente.

(esto puede tener la forma de otra cosa usando la geometría de Semilla, no se trata aquí;))

Paso 4: Diseño generativo, generación y evolución

Según sus cargas aplicadas y la configuración del solucionador, obtendrá geometría sintetizada conectada a sus puertos A. y B.

Es importante tener en cuenta que el futuro de herramientas como esta va mucho más allá de optimizar cualquier cosa, no está claro si la forma final alguna vez creará estructuras. Ahora mismo existe la herramienta. Esto es increíble. Puede hacer optimización de topología y optimización de truss en este momento. Se utiliza para sintetizar geometrías.

El proceso de limitaciones u objetivos de alto nivel y una curación computacional que busca miles o millones de soluciones potenciales cambiarán nuestras vidas de formas que no podemos imaginar. Ese es el poder de usar esta herramienta hoy. ¡Puedes vislumbrar el futuro y es RAD!

¡Hagamos una lámpara!

Paso 5: Diseño Generativo: Fracaso Temprano, Proyecto de Grupo, Crecimiento de 1000 Años

Como una de las primeras cosas que hice en el muelle me propuse hacer una lámpara … el primer intento fracasó, pero tuvimos la oportunidad de hacer un proyecto grupal. Las lámparas evolucionaron a partir de esa colaboración.

Paso 6: Proyecto grupal

PROYECTO DE GRUPO:

Queríamos crear una hermosa linterna para brindar calidez a nuestro espacio en el Muelle 9. (Air-ea)

Utilizamos dos enfoques de diseño separados, uno para la base de la linterna y otro para el componente de iluminación de la linterna.

Los prototipos se imprimieron en Makerbot Replicator 2, así como los prototipos de Objet Electronics se dimensionaron para la versión más grande, pero debido a limitaciones de tiempo se modificaron para adaptarse a una versión reducida.

Equipo de diseño:

Charlie Katrycz

María Franck

Michael Koehle

Michael Vergalla

Paso 7: comience con la geometría existente

El anillo superior y el anillo inferior son puertos

El resto son obstáculos

Las entradas a Dreamcatcher se diseñaron en Fusion 360

Hay dos características CAD importantes que se convierten en el puerto cargado y el puerto fijo.

El anillo del que cuelga la lámpara. (Reparado)

El anillo en el que se asienta la parte iluminada de la lámpara. (Cargado)

El resto de la geometría son obstáculos arbitrarios que permiten colocar la bombilla en el anillo y ayudan a controlar algunas zonas de exclusión, como el interior del anillo colgante. Esto es para que no crezca nada donde quiero pasar un lazo de cuerda para colgar el ensamblaje.

Después de ajustar los parámetros de generación, el modelo se "mete en el horno".

A la mañana siguiente tengo ~ 2000 diseños basados en mis limitaciones.

Los primeros prototipos se generaron sin los últimos 3 lóbulos grandes. (2da imagen)

El primer prototipo no permitió una fácil integración con el conjunto de la bombilla.

Paso 8: exploración, selección e integración del diseño

Ejecuté 3 definiciones de problemas con diferentes casos de carga y parámetros de solucionador.

¡El lunes por la mañana tenía 6000 diseños!

La parte divertida del cazador de sueños es que creas criaturas interesantes que necesitan exploración.

Tomé un subconjunto de los diseños que convergieron y algunos que estaban en el horizonte de eventos y comencé a imprimirlos para que el equipo los discutiera.

Mientras tanto, ¡perseguiré este diseño alienígena tan lejos como pueda por la madriguera del conejo!

¡¡¡Oh, mira lo genial que se ve !!!

Los diseños de huevos son increíbles porque estamos buscando una variedad de formas de jugar con la luz a través de procesos de impresión 3D de múltiples materiales. La complejidad es "gratis" (solía odiar ese cliché)

---------------- Las impresiones de la base de la linterna están hechas ¡Es hora de seleccionar como equipo!

¡Tenemos un ganador!

Primera imagen, extremo izquierdo.

Planeamos imprimir uno con una altura de 170 mm en el eje Z, pero el Fortis no estaba disponible, por lo que tenemos que hacer un componente de linterna de huevo final que se ajuste a los modelos pequeños (100 mm en el eje Z).

Paso 9: Linterna de grupo final

¡Todo se junta, y es glorioso!

Ambas impresiones de huevos finales, cuando se iluminan, dan un brillo cálido y acogedor.

Combinado con las bases de atrapasueños, hemos logrado lo que nos propusimos:

Una linterna única que utilizó software de diseño de vanguardia y flujos de trabajo paralelos.

Paso 10: Bonsai digital

Me gusta el problema y quería masticarlo un poco más. Las 2 piezas independientes presentadas en la feria son exploraciones de no una lámpara colgante, pero cuando el problema se voltea al revés, ejecuté muchas cajas, con cajas de carga incrementales y también diseñé el montaje de la electrónica en Dreamcatcher. Hay momentos en los que el diseño da saltos evolutivos. Es realmente genial … se dirige en cierta dirección … y luego algo cambia drásticamente y comienza a asentarse. Es una de las razones por las que me encanta explorar con esta herramienta, es como ver cómo sucede la vida. La visión y el desarrollo del futuro son realmente asombrosos. Cada versión del software es mejor que la anterior.

La gente ve el objeto digital en una forma acabada y parece que falta algo, a veces es el trazo de pincel o algo más sin palabras. El proceso de diseño generativo es un arte digital, un juego entre el creador y el recurso computacional. Dependiendo de la persona, una calculadora TI-89 parece una calculadora o una herramienta poderosa.

Esto se convertirá rápidamente en un uso generalizado y será aceptado. Creo que el poder va más allá de los componentes estructurales solamente, sino de las soluciones multifísicas. Soluciones que pueden crear comunidades que se equilibren con microclimas y entornos naturales. Gastando menos energía y calor.

La parte terminada es importante. He luchado con eso durante los últimos 6 meses. ¡Probablemente más! jajaja

Las impresiones 3D por sí solas en este momento no conectan con las personas. En algunos casos, hay piezas de moda o diseños habilitantes, pero un objeto impreso en 3D por sí solo no tiene el encanto que alguna vez tuvo.

¿Cómo evolucionar?

Paso 11: Base de secoya

Al principio de la residencia vi algunos trozos de secuoya "chatarra". Me sentí conectado con los árboles y su edad me impactó. Fueron la plataforma perfecta para este trabajo.

En el momento del espectáculo tenía la mayor parte de la electrónica lista, pero las baterías solo duraban un par de horas. Realmente arruiné mi tiempo con el sol. Mi trabajo principal estaba a contraluz cuando lo imaginaba de noche. Este trabajo no se iluminó … de todos modos fue una buena lección.

Terminé todas las unidades electrónicas y las probé después del espectáculo.

Paso 12: El árbol de los bonsáis da fruto

De forma poco convencional, estos árboles dan fruto.

Las luces están controladas por una aplicación de teléfono que controla el color y la intensidad.

Estos se verán realmente bien en mi visión original de ellos en el bosque, en la naturaleza. Colgando por un sendero.

Paso 13: Diseño generativo, interfaz electrónica

Tuve un experimento en ejecución todo este tiempo. Quería hacer las funciones más pequeñas posibles mediante algoritmos de optimización de topología. El objetivo de esto era establecer un paralelismo con los componentes biomédicos.

Cada vez encontré una solución. Lo devolvería al sistema.

Después de mucho tiempo, pude aumentar la resolución y seguir impulsando el sistema para hacer funciones más pequeñas.

Pude imprimir la pieza en la impresora Autodesk Ember. Encaja en la diagonal de la bandeja de impresión.

Paso 14: Diseño generativo, toque humano

El diseño generativo existe en varias formas y hasta la fecha están creciendo en madurez. Muy pronto estará en todas partes, pero mientras tanto, impresiones en 3D sexys y de aspecto extraño, simplemente no pasen el corte. Otro artista de Autodesk Arthur hizo una hermosa silla de madera. Silla generativa

Tuve muchas conversaciones preguntando a las personas que interactuaban con las piezas con qué conectaban o no, no pude comunicar fácilmente mi experiencia del proceso.

La curaduría con asistencia computacional.

Puedes sentir el futuro. Es tan difícil de describir o comunicar. Así que al menos para mí, se pierde.

Por ahora.

Las herramientas de procesamiento de datos de las que he visto destellos ayudarán a contar la historia, el viaje del diseño generativo.

Para mi. Necesitaba agregar el elemento humano. Quería un acabado suave y me apunté a la cera.

Quería un diseño fuerte que pudiera manejarse. Originalmente fue diseñado en aluminio, pero impreso en plástico.

El tacto era importante. Por los árboles, por los humanos, por el arte. ¡También pienso en el diseño generativo!

Llevé la pieza a Artworks Foundry en Berkeley, California.

Después de hablar con ellos, me ayudaron a poner algunas capas de cera en la pieza.

Entonces déjame trabajar la cera a mi satisfacción.

Finalmente, el ELEMENTO HUMANO. Fue realmente una colaboración de diseño. Creo que esto es parte de la razón por la que la silla de madera es tan hermosa. Sabes que hay un artesano. Así que tal vez sea eso. Más del ping pong, un ida y vuelta en diferentes etapas del proceso.

Paso 15: Diseño generativo, fundición de bronce

Imágenes de la pieza inmediatamente después de la fundición en bronce.

¡No se han eliminado los orificios de ventilación ni las ubicaciones de vertido!

Más por venir. Vuelve más tarde para conocer la próxima evolución del árbol bonsái digital.