Generativ design - Utveckling av ett digitalt Bonsai -träd: 15 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

Jag började arbeta med forskargruppen på Autodesk med Dreamcatcher för ungefär 2 år sedan.

Vid den tiden använde jag den för att designa rymdfarkoster.

Sedan dess har jag lärt mig att älska det här mjukvaruverktyget eftersom det tillåter mig att utforska tusentals mönster och alternativ som jag aldrig hade kunnat föreställa mig på grund av tidsbegränsningar.

Den har också en återkopplingsslinga, jag kan inte se en design, jag är inspirerad av många av de mönster som dyker upp längs iterationsvägen.

Sökvägen är mycket som att titta på tiden zooma förbi. 1000 år per 24 timmar. Det enda jag verkligen har förstått som är 1000 år gammalt är lövträden i Kalifornien, i synnerhet Big Basin. Det finns ett träd som markerar datum för händelser i historien på ringarna. Det är väldigt ödmjukt att gå bland de träden.

Dreamcatcher -lösningar som träd är en produkt av miljön och de belastningar och begränsningar som tillämpas under dess livstid. En liten förändring och trädet kan vara helt annorlunda.

Steg 1: Generativ design, befintlig geometri - hamnar

Först lite bakgrund.

Om du har två kvarter, A. och B.

Du skulle vilja ansluta dem.

Dreamcatcher kommer att syntetisera geometri baserat på din input.

Steg 2: Generativ design, befintlig geometri - hinder

Om du vill att din anslutande geometri bara ska vara på ansikten som är närmast varandra, och ingen annanstans måste du MASKERA delen så att den nya syntetiserade geometrin inte kan ansluta.

Detta kommer att vara en eller flera kroppar med befintlig geometri.

Steg 3: Generativ design, initialisering - Generera första Iteration

Den första iterationen inkluderar all befintlig geometri.

(detta kan vara i form av något annat med hjälp av frögeometri - täcks inte här;))

Steg 4: Generativ design, generera och utvecklas

Baserat på dina tillämpade belastningar och lösningsinställningar får du syntetiserad geometri ansluten till dina befintliga portar A. och B.

Det är viktigt att notera att framtiden för verktyg som detta är långt bortom att optimera någonting, det är inte klart att den slutliga formen någonsin kommer att skapa strukturer. Just nu finns verktyget. Det här är otroligt. Det kan göra topologi optimering och fackverk optimering för tillfället. Det används för att syntetisera geometrier.

Processen med begränsningar eller mål på hög nivå och en beräkningskur som söker tusentals eller miljontals potentiella lösningar kommer att förändra våra liv på sätt som vi inte kan föreställa oss. Det är kraften i att använda det här verktyget idag. Du kan få en glimt av framtiden och det är RAD!

Låt oss göra en lampa!

Steg 5: Generativ design: Tidigt misslyckande, till gruppprojekt, till tillväxt på 1000 år

Som en av de första sakerna jag gjorde på piren bestämde jag mig för att göra en lampa.. det första försöket föll platt på ansiktet, men vi fick en möjlighet att göra ett gruppprojekt. Lamporna utvecklades från det samarbetet.

Steg 6: Gruppprojekt

GRUPPARBETE:

Vi ville skapa en vacker lykta för att ge värme till vårt utrymme vid Pier 9. (Air-ea)

Vi använde två separata designmetoder, en för lyktbasen och en för lyktbelysningskomponenten.

Prototyper skrevs ut på Makerbot Replicator 2 samt Objet Electronics prototyper var storlek för den större versionen, men på grund av tidsbegränsningar modifierades för att passa en nedskalad version.

Designteam:

Charlie Katrycz

Mary Franck

Michael Koehle

Michael Vergalla

Steg 7: Börja med befintlig geometri

Den övre ringen och den nedre ringen är portar

Resten är hinder

Ingångarna till Dreamcatcher utformades i Fusion 360

Det finns två viktiga CAD -funktioner som blir den laddade porten och den fasta porten.

Ringen som lampan hänger från. (Fast)

Ringen som den tända delen av lampan sitter i. (Laddad)

Resten av geometrin är godtyckliga hinder som gör att glödlampan kan placeras i ringen och hjälper till att kontrollera vissa hållbara zoner, till exempel inuti den hängande ringen. Detta är så ingenting växer där jag vill sätta en slinga med snöre för att hänga upp enheten.

Efter inställning av generationsparametrar sätts modellen in i ugnen

Nästa morgon har jag ~ 2000 mönster baserade på mina begränsningar.

De första prototyperna genererades utan de tre sista stora loberna. (Andra bilden)

Den första prototypen möjliggjorde inte enkel integration med lampan.

Steg 8: Designutforskning, urval, integration

Jag körde 3 problemdefinitioner med olika belastningsfall och lösningsparametrar.

På måndag morgon hade jag 6000 mönster !!!!

Det roliga med dreamcatcher är att du skapar intressanta varelser som behöver utforskas.

Jag tog en delmängd av de mönster som konvergerades och några som fanns på evenemangshorisonten och började skriva ut dem för teamet att diskutera.

Under tiden kommer jag att jaga denna främmande design så långt ner i kaninhålet som jag kan!

Åhhh vad coolt det ser ut !!!!

Äggdesignerna är fantastiska eftersom vi tittar på en mängd olika sätt att leka med ljus genom 3D-utskriftsprocesser av flera material. Komplexitet är "gratis" (jag hatade den där klyschan)

---------------- Lantern Base-utskrifter är klara Dags att välja som lag!

Vi har en vinnare!

Första bilden, längst till vänster.

Vi planerar att skriva ut en med en höjd av 170 mm i Z -axeln, men Fortis var inte tillgänglig, så vi måste göra en sista ägglyktkomponent som passar de små modellerna (100 mm i Z -axeln)

Steg 9: Final Group Lantern

Allt hänger ihop, och det är härligt!

Båda slutliga äggtryck, när de tänds, ger ett varmt, välkomnande sken.

Kombinerat med drömfångarbaserna har vi åstadkommit det vi tänkt oss:

En enastående lykta som använde avancerad designprogramvara och parallella arbetsflöden.

Steg 10: Digital Bonsai

Jag gillar problemet och ville tugga på det mer. De två fristående bitarna som presenteras på mässan är utforskningar av inte en hängande lampa utan när problemet vänds upp och ner. Jag körde många fall, med stegvis ökande belastningsfodral och utformade elektronikfästet i Dreamcatcher också. Det finns ögonblick där designen tar evolutionära steg. Det är riktigt häftigt.. det leder en viss riktning.. och sedan ändras något drastiskt och det börjar lösa sig. Det är en av anledningarna till att jag älskar att utforska med det här verktyget, det är som att se livet hända. Framtidsvisionen och utvecklingen är verkligen fantastisk. Varje version av programvaran är bättre än den sista.

Människor ser digitalt objekt i en färdig form och något ser ut att saknas, ibland är det penseldrag eller något annat utan ord. Den generativa designprocessen är ett digitalt hantverk, en lek mellan skaparen och beräkningsresursen. Beroende på personen ser en TI-89-miniräknare ut som en miniräknare eller ett kraftfullt verktyg.

Detta kommer snabbt att komma i vanlig användning och det kommer att accepteras. Jag tror att kraften är bortom strukturella komponenter enbart, men flerfysiska lösningar. Lösningar som kan skapa samhällen som balanserar med mikroklimat och naturliga omgivningar. Slösa mindre energi och värme.

Den färdiga delen är viktig. Jag har kämpat med det de senaste 6 månaderna. Förmodligen längre! hahaha

3D -utskrifter ensamma för närvarande inte kontakt med människor. I vissa fall finns det modebitar eller möjliggörande mönster men ett 3D -tryckt föremål ensam bär inte lockelsen som det en gång gjorde.

Hur utvecklas?

Steg 11: Redwood Base

Tidigt i bostaden såg jag några bitar av "skrot" redwood. Jag kände mig ansluten till träden och deras ålder påverkade mig. De var den perfekta plattformen för detta arbete.

Vid tidpunkten för showen hade jag mest av allt elektronik redo, men batterierna varade bara ett par timmar. Jag förstörde verkligen min timing med solen. Mitt huvudarbete var motljus när jag föreställde mig det på natten. Det här arbetet var inte tänt.. ändå var det en bra lektion.

Jag avslutade alla elektronikenheter och testade dem efter showen.

Steg 12: Bonsai Tree Bears Fruit

I okonventionell form frukt dessa träd.

Ljusen styrs av en telefonapp som styr färg och intensitet.

Dessa kommer att se riktigt bra ut i min ursprungliga vision av dem i skogen, i naturen. Hänger längs ett spår.

Steg 13: Generativ design, elektronikgränssnitt

Jag hade ett experiment som kördes hela tiden. Jag ville göra de minsta funktionerna möjliga genom topologioptimeringsalgoritmer. Målet med detta var att dra en parallell till biomedicinska komponenter.

Varje gång hittade jag en lösning. Jag skulle kasta tillbaka den i systemet.

Efter en lång tid kunde jag höja upplösningen och fortsätta köra systemet för att göra mindre funktioner.

Jag kunde skriva ut delen på Autodesk Ember -skrivaren. Det passar i utskriftsfackets diagonal.

Steg 14: Generativ design, mänsklig beröring

Generativ design finns i ett antal former, och hittills växer de i mognad. Mycket snart kommer det att finnas överallt, men under tiden sexiga, udda 3D -utskrifter, gör bara inte snittet. En annan konstnär på Autodesk Arthur gjorde en vacker trästol. Generativ stol

Jag hade många konversationer som frågade människor som interagerade med bitarna vad de kopplade till eller inte. Jag kunde inte kommunicera lätt, min erfarenhet av processen.

Kuratet med beräkningshjälp.

Du kan känna framtiden. Det är så svårt att beskriva eller kommunicera. Så åtminstone för mig går det vilse.

Tills vidare.

Databehandlingsverktyg som jag har sett glimtar av hjälper till att berätta historien, resan med generativ design.

För mig. Jag behövde lägga till det mänskliga elementet. Jag ville ha en slät finish, och jag pekades på vax.

Jag ville ha en stark design som kunde hanteras. Det var ursprungligen designat i aluminium, men tryckt i plast.

Touch var viktigt. För träd, för människor, för konst. Jag tycker också om generativ design!

Jag tog verket till konstverkets gjuteri i Berkeley, Kalifornien.

Efter att ha pratat med dem hjälpte de mig att lägga några vaxlager på delen.

Släpp mig sedan fri att arbeta vaxet till min belåtenhet.

Slutligen det MÄNNISKA ELEMENTET. Det var verkligen ett designsamarbete. Jag tror att detta är en del av varför trästolen är så vacker. Du vet att det finns en hantverkare. Så kanske det är det. Mer av pingis, fram och tillbaka i olika stadier av processen.

Steg 15: Generativ design, bronsgjutning

Bilder av del direkt efter gjutning i brons.

Ventiler och hällplatser har inte tagits bort!

Det kommer mera. Kom tillbaka senare för nästa utveckling av Digital Bonsai Tree.