Ontwerpen herhalen zich in de loop van de tijd. Architectuur ontworpen en gebouwd in 1921 zal er niet hetzelfde uitzien als een gebouw uit 1971 of uit 2021. Trends veranderen, materialen evolueren en zaken als duurzaamheid winnen onder meer aan belang. Maar wat als deze evolutie niet alleen zou gaan over de soorten gebouwen die architecten ontwerpen, maar er in feite de sleutel tot zou zijn? Hoe zij ontwerpen? Dat is de belofte van evolutionaire algoritmen als ontwerpinstrument.
Inhoud
- Generatief ontwerp
- Creatieve technoloog aan het werk
- Kom je naar een straat bij jou in de buurt?
Hoewel ontwerpers al lang tools als Computer Aided Design (CAD) gebruiken om projecten te conceptualiseren, willen voorstanders van generatief ontwerp een aantal stappen verder gaan. Ze willen algoritmen gebruiken die evolutionaire processen in een computer nabootsen om gebouwen van de grond af aan te helpen ontwerpen. En als het om huizen gaat, zijn de resultaten behoorlijk interessant.
Aanbevolen video's
Generatief ontwerp
Celestino Soddu werkt al langer met evolutionaire algoritmen dan de meeste mensen die vandaag de dag werken computers gebruiken. Soddu, een hedendaagse Italiaanse architect en ontwerper, nu halverwege de zeventig, raakte geïnteresseerd in de potentiële impact van de technologie op design in de tijd van de Apple II. Wat hem interesseerde was de mogelijkheid om eindeloos over een thema te riffs. Of zoals Soddu, tevens hoogleraar generatief ontwerp aan de Polytechnische Universiteit van Milaan in Italië, tegen Digital Trends zei: hij hield van het idee om ‘de deur te openen voor eindeloze variatie’.
Het vooruitzicht van generatief algoritmisch ontwerp is op het eerste gezicht relatief eenvoudig. Er zijn bepaalde ‘regels’ die bepaalde objecten definiëren, of het nu een bungalow of een barokke kathedraal is. Een genetisch algoritme repliceert de evolutie in de vorm van een computerprogramma als een manier om oplossingen te optimaliseren. Door te definiëren wat Soddu beschouwt als de regels die een bepaald ontwerp definiëren, kunnen zijn algoritmen dat ook te conceptualiseren hoe objecten eruit zouden zien als het levende wezens waren die millennia van natuur hadden ondergaan selectie.
Hij begon in de jaren tachtig met het ontwerpen van een ‘soort’ generatieve Italiaanse middeleeuwse steden. Het werk genereert oneindig veel 3D-modellen van middeleeuwse steden, die allemaal net iets anders zijn. Sindsdien is Soddu blijven experimenteren met generatief ontwerp als onderdeel van zijn praktijk. “Een van mijn laatste projecten is een voorstel voor het herstel van de top van de Notre Dame in Parijs”, zei hij. Het ontwerp (dat helaas niet zal worden gebruikt) toont de door brand verwoeste torenspits als bijna een gedraaide omgekeerde ijspegel, die naar de hemel wordt gestoken.
Een deel van de aantrekkingskracht van Soddu’s ontwerpen is het element van willekeur dat het algoritme introduceert. Maar het opent ook intrigerende mogelijkheden die niet alleen op architectuur kunnen worden toegepast, maar op elk soort ontwerp. Een ontwerpbureau kan bijvoorbeeld honderden stoelen maken, die allemaal net iets anders zijn. Hij noemt dit soort ontwerp ‘ideeproducten’.
Creatieve technoloog aan het werk
Soddu is ook niet de enige persoon die geïnteresseerd is in het gebruik van genetische algoritmen om gebouwen voor te stellen. De in Lissabon, Portugal gevestigde muzikant en creatieve technoloog Mollinex heeft onlangs een videoclip gemaakt met een golvend landschap van brutalistische gebouwen. Op het eerste gezicht lijken dit echte gebouwen te zijn met een morphing-effect waardoor de ene naar de andere kan overgaan. In feite worden ze bedacht door generatieve algoritmen.
Bekijk dit bericht op Instagram
Een bericht gedeeld door Moulinex (@moullinex)
“Een Generative Adversarial Network – in dit geval StyleGAN2-ada – werd getraind met afbeeldingen van echte gebouwen en kan vervolgens nieuwe beelden creëren op basis van wat het heeft geleerd”, vertelde Moulinex, ook bekend als Luís Clara Gomes, aan Digital Trends. “Wat je ziet is de interpretatie van het netwerk van wat de gegevens zijn. Ter analogie zou dit hetzelfde zijn als het laten zien van foto's van katten aan een kind en hen vervolgens vragen een nieuwe kat te maken op basis van wat ze hebben geleerd. Hoe meer katten je laat zien – hoe groter de trainingsdataset – hoe katachtiger de gegenereerde afbeeldingen zullen zijn.
Sinds het maken van de eerste videoclip is Moulinex aan het project blijven werken en blijft hij geïntrigeerd door de mogelijkheden.
"Ik bekijk GAN's graag als een oven: je zoekt en vormt de klei, laat de batch koken en wacht op de resultaten", zei Moullinex. “Welke stukken je kiest en hoe je ze presenteert, is weer aan jou. Het is een oefening waarbij je een zekere mate van controle opgeeft en sommige dingen aan het toeval overlaat. Als iemand die dit technologiegebied al jaren volgt... vind ik het fascinerend dat onze bron van entropie, chaos en onvoorspelbaarheid – allemaal goede ingrediënten voor inspiratie en creativiteit – komen voort technologie."
Een van de grote vragen bij elke vorm van vermeende creativiteit is A.I. is of het de menselijke ontwerper ontneemt. Niemand zou ooit verf of zwaartekracht als gelijkwaardige auteur van een schilderij beschouwen als de kunstenaar, maar met AI is dat niet zo eenvoudig. Maar Soddu maakt zich geen zorgen.
‘Nee, integendeel,’ zei Soddu. “Creativiteit, citerend uit [de Franse wiskundige Henri] Poincaré, is het vermogen om te interpreteren wat bestaat door een nieuw systeem van relaties tussen de delen voor te stellen. Het is zeker niet alleen het zoeken naar nieuwe vormen. Mijn generatieve project komt voort uit de subjectieve interpretatie van het verleden met behulp van originele genetische algoritmen die deze subjectiviteit kunnen vertegenwoordigen. De digitale evolutie is een ongelooflijke gelegenheid om het subjectieve idee in zijn vele en oneindige variaties weer te geven.”
Kom je naar een straat bij jou in de buurt?
Tot op heden zijn evolutionaire algoritmen een fascinerende zijbalk gebleven van mainstream design. Op dezelfde manier als A.I. Ethiek was een abstract idee totdat de wereld het plotseling nodig had. Generatief ontwerp was een interessant onderwerp om te bespreken, maar met schijnbaar minimale toepassing.
Het probleem is niet dat genetische algoritmen onpraktische ontwerpen opleveren. NASA heeft satellietcomponenten gebruikt ontworpen door genetische algoritmen op dure, echte missies. Deze componenten waren niet alleen effectief, ze werkten ook beter dan door mensen ontworpen alternatieven – en de menselijke ingenieurs die ernaar keken, konden niet achterhalen waarom. Zoals Moullinex opmerkt, is er daarom geen reden waarom een genetisch algoritme niet zou kunnen worden geoptimaliseerd om rekening te houden met vereisten als functionaliteit, esthetiek, kosten, duurzaamheid en ethiek.
In plaats daarvan kan het probleem zijn dat generatieve algoritmen een softwareoplossing waren zonder bijbehorende hardware. Dat is misschien aan het veranderen. Onlangs schreef Digital Trends over een meerjarig project dat evolutionaire AI wil gebruiken. naar ontwerp robots voor het verkennen van andere planeten. Het idee? Dat een 3D-printeropstelling naar een andere planeet zou kunnen worden gelanceerd om de beste robotontwerpen te printen, zonder dat er mensen nodig zijn.
We leven nu in een wereld waarin 3D-geprinte behuizing bestaat. Deze huizen, die snel kunnen worden geproduceerd en verkocht tegen een prijs die lager is dan die van ‘gewone’ huizen, zouden mogelijk kunnen leiden tot een revolutie in betaalbare massawoningen. En weet je wat? Dankzij genetische algoritmen kan elk een beetje (of heel) verschillend zijn.
Aanbevelingen van de redactie
- Analoge AI? Het klinkt gek, maar het zou de toekomst kunnen zijn
- Diep lerende AI helpt archeologen met het vertalen van oude tabletten
- Nepnieuws? AI algoritme onthult politieke vooroordelen in de verhalen die je leest
- Door AI gegenereerde tekst zorgt voor een boost aan nepnieuws. Dit is hoe we terugvechten
