Generativt design - Evolusjon av et digitalt bonsai -tre: 15 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Jeg begynte å jobbe med Research Group på Autodesk med Dreamcatcher for omtrent 2 år siden.

På den tiden brukte jeg den til å designe romfartøy.

Siden den gangen har jeg lært å elske dette programvareverktøyet, ettersom det lar meg utforske tusenvis av design og alternativer som jeg aldri ville ha forestilt meg på grunn av tidsbegrensninger.

Den har også en tilbakemeldingsløkke. Jeg kan ikke se et design, jeg er inspirert av mange av designene som dukker opp langs iterasjonsbanen.

Banen er veldig mye som å se tiden zoome forbi. 1000 år per 24 timer. Det eneste jeg virkelig har forstått som er 1000 år gammel, er redwood -trærne i California, spesielt Big Basin. Det er et tre som markerer datoene for hendelser i historien på ringene. Det er veldig ydmykende å gå blant disse trærne.

Dreamcatcher -løsninger som trær er et produkt av miljøet og belastningene og begrensningene som brukes i løpet av levetiden. En liten forandring og treet kan være helt annerledes.

Trinn 1: Generativ design, eksisterende geometri - porter

Først litt bakgrunn.

Hvis du har to blokker, A. og B.

Du vil gjerne koble dem.

Dreamcatcher vil syntetisere geometri basert på innspillene dine.

Trinn 2: Generativ design, eksisterende geometri - hindringer

Hvis du vil at tilkoblingsgeometrien bare skal være på ansiktene som er nærmest hverandre, og ingen andre steder må du MASKE delen slik at den nye syntetiserte geometrien ikke kan koble seg til.

Dette vil være et eller flere legemer av eksisterende geometri.

Trinn 3: Generativ design, initialisering - Generer første iterasjon

Den første iterasjonen inkluderer all eksisterende geometri.

(dette kan være i form av noe annet ved hjelp av frøgeometri - dekkes ikke her;))

Trinn 4: Generativ design, generer og utvikler deg

Basert på de påførte belastningene og innstillingene for løsningsmidler, får du syntetisert geometri koblet til dine eksisterende porter A. og B.

Det er viktig å merke seg at fremtiden for verktøy som dette er langt utover å gjøre noe optimalt, det er ikke klart at den endelige formen noen gang vil lage strukturer. Akkurat nå eksisterer verktøyet. Dette er utrolig. Det kan gjøre topologioptimalisering og fagverksoptimalisering for øyeblikket. Det brukes til å syntetisere geometrier.

Prosessen med begrensninger eller mål på høyt nivå, og en beregningskur som søker gjennom tusenvis eller millioner av potensielle løsninger, vil forandre våre liv på måter vi ikke kan forestille oss. Det er kraften i å bruke dette verktøyet i dag. Du kan få et glimt av fremtiden, og det er RAD!

La oss lage en lampe!

Trinn 5: Generativt design: Tidlig svikt, til gruppeprosjekt, til vekst på 1000 år

Som en av de første tingene jeg gjorde på brygga, satte jeg meg for å lage en lampe.. det første forsøket falt flatt på ansiktet, men vi fikk en mulighet til å gjøre et gruppeprosjekt. Lampene utviklet seg fra det samarbeidet.

Trinn 6: Gruppeprosjekt

GRUPPEPROJEKT:

Vi ønsket å lage en vakker lykt for å bringe varme til rommet vårt ved Pier 9. (Air-ea)

Vi brukte to separate designtilnærminger, en for lyktbasen og en for lyktbelysningskomponenten.

Prototyper ble skrevet ut på Makerbot Replicator 2, så vel som Objet Electronics -prototypene ble dimensjonert for den større versjonen, men på grunn av tidsbegrensninger ble de endret for å passe til en nedskaleret versjon.

Designteam:

Charlie Katrycz

Mary Franck

Michael Koehle

Michael Vergalla

Trinn 7: Start med eksisterende geometri

Den øverste ringen og den nedre ringen er porter

Resten er hindringer

Inngangene til Dreamcatcher ble designet i Fusion 360

Det er to viktige CAD -funksjoner som blir den lastede porten, og den faste porten.

Ringen som lampen henger fra. (Fikset)

Ringen som den opplyste delen av lampen sitter i. (Lastet)

Resten av geometrien er vilkårlige hindringer som gjør at pæren kan plasseres i ringen, og hjelper til med å kontrollere noen holde utenfor soner, for eksempel inne i den hengende ringen. Dette er så ingenting vokser der jeg vil sette en sløyfe med snor gjennom for å henge forsamlingen.

Etter justering av generasjonsparametere blir modellen "satt i ovnen"

Neste morgen har jeg ~ 2000 design basert på mine begrensninger.

De første prototypene ble generert uten de tre siste store lappene. (2. bilde)

Den første prototypen tillot ikke enkel integrering med pærenheten.

Trinn 8: Utforsking av design, utvalg, integrering

Jeg kjørte 3 problemdefinisjoner med forskjellige lasttilfeller og løsningsparametere.

Mandag morgen hadde jeg 6000 design !!!!

Det morsomme med dreamcatcher er at du lager interessante skapninger som trenger leting.

Jeg tok en delmengde av designene som var konvergerte, og noen som var i hendelseshorisonten, og begynte å skrive dem ut for teamet å diskutere.

I mellomtiden vil jeg jage denne fremmede designen så langt ned i kaninhullet som jeg kan!

Åhhh så kult det ser ut !!!!

Eggdesignene er fantastiske fordi vi ser på en rekke måter å leke med lys gjennom 3D-utskriftsprosesser av flere materialer. Kompleksitet er "gratis" (jeg pleide å hate den klisjéen)

---------------- Lantern Base Prints are done Tid til å velge som et lag!

Vi har en vinner!

Første bilde, lengst til venstre.

Vi planlegger å skrive ut en med en høyde på 170 mm i Z -aksen, men Fortis var ikke tilgjengelig, så vi må lage en siste egglyktekomponent som passer til de små modellene (100 mm i Z -aksen)

Trinn 9: Final Group Lantern

Alt kommer sammen, og det er strålende!

Begge de siste eggtrykkene gir en varm og innbydende glød når de lyser.

Kombinert med dreamcatcher -basene har vi oppnådd det vi satte oss for:

En enestående lykt som benyttet nyskapende designprogramvare og parallelle arbeidsflyter.

Trinn 10: Digital Bonsai

Jeg liker problemet og ville tygge på det litt mer. De to frittstående brikkene som ble presentert på utstillingen er utforskninger av ikke en hengende lampe, men når problemet vendes opp ned. Jeg kjørte mange etuier, med trinnvise økende lastetuier og designet også elektronikkmonteringen i Dreamcatcher. Det er øyeblikk hvor designet tar evolusjonære sprang. Det er veldig kult.. det leder en bestemt retning.. og så endres noe drastisk og det begynner å sette seg. Det er en av grunnene til at jeg elsker å utforske med dette verktøyet, det er som å se livet skje. Fremtidsvisjonen og utviklingen er virkelig fantastisk. Hver versjon av programvaren er bedre enn den siste.

Folk ser digitalt objekt i en ferdig form og noe ser ut til å mangle, noen ganger er det penselstrøk eller noe annet uten ord. Den generative designprosessen er et digitalt håndverk, et spill mellom skaperen og beregningsressursen. Avhengig av personen ser en TI-89-kalkulator ut som en kalkulator eller et kraftig verktøy.

Dette vil raskt komme i vanlig bruk, og det vil bli akseptert. Jeg tror kraften er utover strukturelle komponenter alene, men flerfysiske løsninger. Løsninger som kan skape fellesskap som balanserer med mikroklima og naturlige omgivelser. Sløser med mindre energi og varme.

Den ferdige delen er viktig. Jeg har slitt med det de siste 6 månedene. Sannsynligvis lengre! hahaha

3D -utskrifter alene for øyeblikket, ikke få kontakt med mennesker. I noen tilfeller er det moteblokker eller muliggjørende design, men et 3d -trykt objekt alene bærer ikke lokket det en gang gjorde.

Hvordan utvikle seg?

Trinn 11: Redwood Base

Tidlig i bostedet så jeg noen biter av "skrap" redwood. Jeg følte meg koblet til trærne og alderen deres påvirket meg. De var den perfekte plattformen for dette arbeidet.

På tidspunktet for showet hadde jeg mest av alt elektronikken klar, men batteriene varte bare et par timer. Jeg rotet virkelig timingen min med solen. Hovedarbeidet mitt var bakgrunnsbelyst da jeg forestilte meg det om natten. Dette arbeidet ble ikke tent.. uansett var det en god leksjon.

Jeg fullførte alle elektronikk -enhetene og testet dem etter showet.

Trinn 12: Bonsai Tree Bears Fruit

I ukonvensjonell form frukt disse trærne.

Lysene styres av en telefonapp som styrer farge og intensitet.

Disse vil se veldig bra ut i min opprinnelige visjon av dem i skogen, i naturen. Henger langs en sti.

Trinn 13: Generativ design, elektronikkgrensesnitt

Jeg hadde et eksperiment som kjørte hele tiden. Jeg ønsket å gjøre de minste funksjonene mulig ved hjelp av topologioptimaliseringsalgoritmer. Målet med dette var å trekke en parallell til biomedisinske komponenter.

Hver gang fant jeg en løsning. Jeg ville kaste den tilbake i systemet.

Etter lang tid klarte jeg å øke oppløsningen, og fortsette å kjøre systemet for å lage mindre funksjoner.

Jeg klarte å skrive ut delen på Autodesk Ember -skriveren. Den passer i diagonalet på utskuffen.

Trinn 14: Generativ design, menneskelig berøring

Generativ design finnes i en rekke former, og til dags dato vokser de i modenhet. Veldig snart vil det være overalt, men i mellomtiden sexy, merkelige 3D -utskrifter, bare ikke gjør kuttet. En annen kunstner på Autodesk Arthur lagde en vakker trestol. Generativ stol

Jeg hadde mange samtaler der jeg spurte folk som kommuniserte med brikkene hva de hadde kontakt med eller ikke. Jeg klarte ikke å kommunisere lett, min opplevelse av prosessen.

Kuratet med beregningshjelp.

Du kan føle fremtiden. Det er så vanskelig å beskrive eller kommunisere. Så i hvert fall for meg går det tapt.

For nå.

Databehandlingsverktøy som jeg har sett glimt av, vil hjelpe til med å fortelle historien, reisen til generativt design.

For meg. Jeg trengte å legge til det menneskelige elementet. Jeg ønsket en jevn finish, og jeg ble pekt på voks.

Jeg ønsket en sterk design som kunne håndteres. Den ble opprinnelig designet i aluminium, men trykt i plast.

Berøring var viktig. For trær, for mennesker, for kunst. Jeg tenker også på generativ design!

Jeg tok stykket til Artworks Foundry i Berkeley, California.

Etter å ha snakket med dem hjalp de meg med å legge noen vokslag på delen.

Sett meg deretter fri til å arbeide voksen til min tilfredshet.

Til slutt, HUMAN ELEMENT. Det var virkelig et designsamarbeid. Jeg tror dette er en del av hvorfor trestolen er så vakker. Du vet at det er en håndverker. Så kanskje det er det. Mer av bordtennis, frem og tilbake i forskjellige stadier av prosessen.

Trinn 15: Generativ design, bronsestøping

Bilder av delen rett etter støping i bronse.

Ventiler og hellesteder er ikke fjernet!

Mer kommer. Kom tilbake senere for neste utvikling av Digital Bonsai Tree.