3D-печать скейтбордов и умные мосты Autodesk рассказал о перспективах технологий будущего в России

Перспективы внедрения новых технологий проектирования и производства в России обсудили на конференции, организованной Autodesk. Самые передовые компании уже используют их — строят умные мосты с датчиками для мониторинга состояния в режиме реального времени, используют 3D­печать для создания корабельных винтов и искусственный интеллект для проектирования зданий.

Востребованность этих технологий формируют три мировые тенденции: появление не­ограниченных вычислительных мощностей, развитие технологий искусственного интеллекта, новые способы производства. Они позволяют изменять подходы к ведению бизнеса, способы предоставления новых продуктов и услуг, открывают новые источники дохода.

VR-Центр

В Autodesk уверены: успешное применение этих технологий возможно и в России, более того — многие компании уже сейчас крайне в этом заинтересованы. По словам Анастасии Морозовой, генерального директора Autodesk в России и СНГ, формула успеха заключается не только в инновационных инструментах, но и, возможно в первую очередь, в корпоративной культуре, способствующей новаторству, развитию потенциала каждого сотрудника, стимулирующей к обучению и внедрению передовых практик работы. Сочетание этих двух компонентов позволит принимать основанные на данных, быстрые и точные управленческие решения, заранее предсказывать наиболее вероятные риски на стройке и в производстве, а, в конечном счете — производить быстрее конкурентов товары, которые пользуются спросом и дают высокую прибыль.

Генеративный дизайн

Эксперты Autodesk рассказывают: искусственный интеллект сегодня в разной степени развивается и в строительстве, и в промышленности. Так, все более востребованным становится генеративный дизайн — технология, использующая инструменты искусственного интеллекта для автоматического проектирования и производства различных изделий и оптимизации их свойств.

Подвеска скейтборда

В промышленности генеративный дизайн применяется для создания и сложных промышленных объектов, и самых простых изделий. Один из таких примеров — скейтборд, подвеска которого создана с помощью этой технологии и напечатана на 3D­принтере из титана. Его создатель Филипп Мангер (Philipp Manger) рассказал, что использовал ПО Autodesk для создания топологической оптмизации и оптимизации внутренней структуры своего изделия. В итоге ему удалось снизить вес всего скейтборда на 20%, сохранив при этом его прочность.

Умный мост

В Autodesk также говорят о том, что генеративный дизайн может быть полезен и для строительной отрасли. Так, компания использовала эту технологию при проектировании своего офиса в Торонто. Исходя из заданных параметров и ограничений, программа для генеративного дизайна всего за несколько дней нашла и протестировала 10 тыс. вариантов планировки офиса. Например, она рассчитала зоны с высокой проходимостью людей — именно рядом с ними хотел располагаться отдел HR. Программа для генеративного дизайна вычислила оптимальную планировку пространства с расположением рабочих мест каждого из сотрудников, переговорных комнат и других общих зон с учетом всех возможных факторов — от количества дневного света в различных частях офиса и вида из окна до визуальных раздражителей (количество других людей в поле зрения с рабочего места), уровня шума и предпочтений по взаимодействию между отделами (департаменты, часто взаимодействующие между собой, можно расположить рядом, при этом учтя все остальные факторы). После того как искусственный интеллект предложил все возможные варианты, проектировщики смогли выбрать тот, который максимально соответствовал ключевым целям проекта.

Генеративный дизайн, офис в Торонто

На конференции Autodesk вице­президент компании Каллан Карпентер (Callan Carpenter) также рассказал, как может выглядеть система проектирования будущего с искусственным интеллектом. Используя голосовое управление, он попросил ее разработать дизайн пространства с учетом заданных критериев. Следуя командам, система загрузила проект здания и перешла в режим планирования пространства. Получив основные параметры и проанализировав предпочтения заказчиков по ним, она сгенерировала множество вариантов дизайна. После этого были выделены десять опций, максимально соответствующих основным критериям проекта. Для итогового варианта система создала 3D­модель и двумерные чертежи для предоставления заказчику и подрядчикам.

Умные технологии строительства

Несмотря на возможности генеративного дизайна, главной технологией в строительстве остается информационное моделирование. «Искусственный интеллект только начинает набирать популярность в отрасли. Тем не менее уже сейчас есть компании, которые пробуют с ним работать. С его помощью они координируют вопросы безопасности на стройке, оценивают соответствие процесса строительства рабочему графику и прогнозируют возможные задержки в проекте», — рассказывает Джефф Ларрик (Jeff Larrick),  руководитель направления BIM 360 Autodesk.

Кроме того, с помощью ИИ оценивают риски проекта и на основе ранее накопленных данных строят предиктивные модели, указывающие, на какие процессы нужно обратить особое внимание.

Как обучить робота

Развитие искусственного интеллекта идет рука об руку с развитием робототехники. Autodesk, например, использует эту технологию для своего робота Эша в Сан­Франциско. Эш осваивает 3D­печать металлом, самостоятельно корректируя свои действия в процессе работы и постоянно повышая качество изделий. С окружающей средой он взаимодействует через две видеокамеры, заменяющие ему глаза. Соотрудники Autodesk также обучают его с помощью VR­очков, которые позволяют взглянуть на мир «глазами Эша». Это не только влияет на развитие его навыков, но и делает среду более безопасной — ведь, как правило, работа с роботами включает большое количество ограничений по технике безопасности.

Робот Эш

3D­печать для самолетов и поездов

Несмотря на свою популярность, искусственный интеллект сегодня все же не настолько востребован в проектировании и производстве изделий, как 3D­печать. Аддитивное производство уже распространилось во многих промышленных отраслях — например в нефтегазовой, транспортной, космической. Так, Boeing использует возможности 3D­печати при создании некоторых элементов для своего самолета Boeing 787 Dreamliner. Компания планирует поставлять их на рынок с титановыми деталями, распечатанными на 3D­принтерах. Это позволит ей ­сэкономить около 3 млн долл. на каждом самолете. А нидерландская лаборатория RAMLAB нашла применение аддитивному производству в судостроении. Раньше, если с винтом корабля что­то случалось, приходилось тратить месяцы на изготовление, ожидание и доставку нового, что вело к убыткам для судостроительного предприятия. Сегодня RAMLAB использует технологии Autodesk для 3D­печати, производит все на месте и может устанавливать новый винт сразу после возвращения корабля в порт.

Печать корабельного винта

Робот в порту Роттердама

3D­печать становится популярной и среди российских промышленных компаний. «Современные технологии прототипирования базируются на 3D­печати и позволяют увеличить номенклатуру одновременно прорабатываемых элементов, сократив затраты на подготовку производства, а также снизив время на принятие решений по выбору элемента», — комментирует Александр Северов, IT­директор «Тверского вагоностроительного завода». Предприятие использует аддитивное производство для прототипирования интерьеров и экстерьеров.

Российские инновационные проекты

В Autodesk уверены: у российских предприятий есть все предпосылки для успешного внедрения и использования этих технологий. Более того, некоторые компании уже создают проекты, которые не отличить от западных. Так, в рамках конференции Autodesk был проведен опрос по инновационным проектам, разработанным российскими компаниями. Согласно результатам, 65% опрошенных считали, что они созданы в США, Германии или Японии. Для опроса были выбраны следующие проекты:

• умная одежда с климат­контролем от компании CYBERX. Результаты опроса: 13% — Россия, 85% — другие страны (43% — Япония; 39% — США; 3% — Германия). CYBERX создает верхнюю одежду с климат­контролем. На конференции было продемонстрировано пальто с системой контроля температуры. Она состоит из сенсорного дисплея, вшитого в левый рукав и позволяющего регулировать температуру, и датчиков, которые постоянно мониторят ее внутри и снаружи и помогают поддерживать заданный режим. К пальто также прилагается зарядное устройство в виде вешалки;

Умное пальто и зарядное устройство в виде вешалки

• велосипедные рамы из авиационного титана компании RAPID. Результаты опроса: 38% — Россия, 61% — другие страны (39% — Германия; 14% — США; 8% — Япония). Компания RAPID производит кастомизированные велосипедные рамы из авиационного титана. Их вес гораздо меньше, чем у традиционных стальных и алюминиевых рам, при этом прочность и устойчивость к коррозии гораздо выше. Титановые рамы изготавливаются индивидуально для каждого заказчика с учетом модели велосипеда (шоссейного, горного, тандема и т.п.) и требований к размеру и дизайну;

Велосипедная рама из титана

• индивидуальные измерительные приборы Uniscan. Результаты опроса: 46% — Россия, 52% — другие страны (22% — Япония; 17% — Германия; 13% — США). Компания Uniscan занимается проектированием и производством на заказ различных измерительных устройств. В рамках опроса были продемонстрированы два прибора. Первый — мобильное устройство, измеряющее скорость кровотока с возможностью одновременного контроля пульса и изменений артериального давления. Второе устройство представляет собой прибор для быстрого измерения температуры плавления жира;

Прибор для измерения скорости кровотока

Прибор для быстрого измерения температуры плавления жира

Система поддержки спины

• станок с ЧПУ для лазерной гравировки, созданный московскими школьниками. Результаты опроса: 63% — Россия; 34% — другие страны (15% — США; 12% — Япония; 7% — Германия). Проект создан учениками из 6­х и 10­х классов школы №1363 всего за четыре недели. Станок имеет две оси, с помощью которых может за 10­15 мин создать рисунок формата А4. Работать на нем могут ученики не только старших, но и средних классов — станок довольно прост в использовании. Этот проект стал для команды отправной точкой — в дальнейшем она планирует разработать многофункциональное устройство, объединяющее 3D­принтер, лазерный гравер и микрофрезер;

Станок с ЧПУ для лазерной гравировки

• система носимой электроники для поддержки спины GS3. Результаты опроса: 29% — Россия, 70% — другие страны (26% — Япония; 24% — Германия; 20% — США). Система была разработана российским стартапом, основанным двумя молодыми дизайнерами. В нее интегрирована нейронная сеть, регулирующая жесткость и уровень поддержки позвоночника. Благодаря этому система, в отличие от традиционных корсетов, обеспечивает максимально возможную свободу движений. Управление осуществляется с помощью мобильного устройства.

В рамках мероприятия были также организованы баттлы по трехмерному проектированию и созданию концептов бытовых роботов во Fusion 360. Участники создали роботизированный утюг с шестью манипуляторами для фиксации на гладильной доске и камерами для контроля процесса; робота для выгула собак, оснащенного дисплеем, на котором отображается вся информация о прогулках и кормлении собаки, а также щупальцами для уборки за собакой во время прогулки; кухонный робот­комбайн, записывающий на камеру действия человека и использующий систему распознавания движений; роботизированную умную кровать, состоящую из анатомического кресла с массажными валиками и элементом освещения, экраном с функцией планшета и дополнительными удобствами. На дизайн каждого робота командам из двух человек давалось всего 20 мин.