EL DISEÑO GENERATIVO

Hoy en día la tecnología avanza a pasos agigantados y con ella las herramientas que ayudan al diseño de producto. El diseño paramétrico y generativo es un buen ejemplo de esto. Arquitectos, diseñadores e ingenieros nos apoyamos en estos recursos. ¿Pero, en qué consisten estas nuevas modalidades de diseño?

¿QUÉ ES EL DISEÑO GENERATIVO? ¿QUÉ VENTAJAS TIENE?

El diseño generativo consiste en crear modelos adaptables restringidos por unas limitaciones de diseño marcadas por unos parámetros introducidos en un software digital. Estos parámetros o variables, como volúmenes, fuerzas, límites espaciales o incluso temperaturas, se pueden manipular mediante algoritmos y obtener resultados increíbles de diseños originales y versátiles. Dejamos atrás las formas geométricas más comunes para desarrollar una geometría inteligente creando configuraciones orgánicas y curvilíneas que nos recuerdan a la forma de la naturaleza.

diseño parametrico
Banco generado mediante diseño paramétrico, diseñado por el arquitecto Oleg Soroko

El diseño generativo se basa en el modelado algorítmico y paramétrico. Así, la función del diseñador queda limitada en determinar los parámetros restrictivos de diseño y elegir el modelo óptimo entre las posibles versiones del producto final. El diseñador se encuentra con muchas soluciones a tiempo real de algo que en origen podía resultar muy complejo de diseñar.

Esta nueva modalidad de diseñar transforma por completo la idea del “diseño”. Antes, con el diseño tradicional, el diseñador creaba diferentes alternativas, se estudiaban y se optimizaba una según objetivos: metodología top-down. Sin embargo, con el diseño generativo, se empieza con los objetivos de diseño y los algoritmos generan automáticamente los posibles resultados para alcanzar esos objetivos: metodología bottom-up.

Esta modalidad de diseño nace en la industria textil con la creación de patrones para conseguir un modo más óptimo de fabricación. Otras de sus primeras aplicaciones, que van de la mano de los avances informáticos, surgen en la arquitectura con nuevas técnicas de scripting para captar geometrías y obtener construcciones nuevas y en la industria automotriz de EEUU para cambiar la línea de producción de los motores. Pero cuando realmente se empieza a hablar del diseño generativo con nombre propio es con la llegada de la inteligencia artificial. Ciertos desarrolladores, como Autodesk, decidieron añadir nuevas formas de IA a sus software como un “extra” que propusiese diseños dependiendo de unas variables dadas por el diseñador.

A través del diseño generativo conseguimos encontrar el modelo óptimo que seguramente el diseñador no había imaginado, cumpliendo unos requisitos marcados y consiguiendo resultados increíbles. Logramos así reducir imprevistos y costos, optimizando también los tiempos de desarrollo y producción. Otra de las ventajas de este diseño es la mejora de la sostenibilidad ahorrando energía y materiales. La optimización estructural de una pieza, es decir la reducción de cantidad de material manteniendo la suficiente rigidez, fuerza y resistencia, es uno de los objetivos más habituales, sobre todo cuando el peso es un factor clave con impacto directo en los costos. En diversos sectores, como el automotriz, aeroespacial o incluso artículos deportivos, la aplicación del diseño generativo en sus desarrollos ha conseguido disminuir el costo de las piezas del 6 al 20 por ciento, su peso un 10-50 por ciento, y el tiempo de desarrollo entre el 30 y el 50 por ciento.

diseño generativo
Pieza diseñada con Autodesk Generative Design

¿CUALES SON SUS APLICACIONES?

Al resultar un diseño con múltiples ventajas, se hace muy extensible a varios sectores. Algunas aplicaciones prácticas del diseño generativo resultan muy llamativas en la arquitectura: desde pequeños elementos constructivos o detalles de edificios hasta grandes infraestructuras, que nos muestran nuevas maneras de concebir la construcción.

En el campo de la ingeniería, son muchas las empresas de automoción y tecnología aeroespacial que se han sumado a esta evolución tecnológica, como General Motors o Airbus, entre otras, con la creación de vehículos y aeronaves de menor consumo de combustibles y mayor capacidad de carga. También en el sector del diseño industrial encontramos productos más ergonómicos con el fin de favorecer la utilización manual. Como podemos observar, el diseño generativo no sólo se limita a las tareas de diseño estructural, como hemos nombrado antes, sino que también se está conquistando otras áreas de la ingeniería como diseño eléctrico y térmico, optimización de fluidos, óptica y acústica. Otros mercados, no menos relevantes, a los que también aplica esta nueva metodología son el interiorismo o incluso la moda. Algunas principales marcas de calzado y equipamiento deportivo han apostado por este diseño para ofrecer al consumidor un mejor desempeño ya que cada usuario es único y requiere un diseño óptimo y específico.

calzado diseño parametrico
3D calzado deportivo modelado con Rhinoceros

El software que revolucionó con esta nueva técnica el sector de la arquitectura fue Sketchup. Otros ejemplos de software muy usados son Dynamo, Inventor o Revit, pero el más usado en la actualidad es Rhinoceros y su plug-in Grasshopper.

LOS DESAFÍOS DEL DISEÑO GENERATIVO

El diseño generativo se enfrenta a varios desafíos. A pesar de los beneficios económicos, productivos y ecológicos que conlleva, se va a enfrentar a desafíos de carácter cultural, organizacional y competitivo. 

El diseñador va a tener que aprender una buena disciplina de diseño; si bien el diseño generativo favorece la creación automática, los diseñadores van a tener que validar los productos finales y corroborar que es compatible con el proceso de fabricación elegido. Se va a crear una relación estrecha hombre-máquina que obligará a seguir evolucionando a la par del avance tecnológico. Se puede afirmar que va a desaparecer el “diseño de autor” que tantos diseñadores aclaman.

Probablemente, uno de los primeros muros a romper sea la aceptación de la estética de las piezas y productos resultantes ya que pueden resultar diseños extremadamente diferentes y perturbadores, a pesar de que sus soluciones técnicas sean notablemente mejores. Esto sobretodo será un reto a superar en piezas expuestas visiblemente a los clientes.

Otro gran desafío que tiene que asumir las compañías es organizacional, ya que la aplicación del desarrollo generativo conlleva la adopción de metodologías específicas que requieran menos tiempo de desarrollo de las funciones de ingenieros y diseñadores especializados, lo que también afectaría directamente a los ciclos de desarrollo que serían más cortos. Las empresas tendrán que replantearse valores como el talento, know-how y otros recursos del desarrollo de producto. Además, tendrán que repensar cómo integrar estas metodologías generativas en los procesos de ingeniería ya asentados (DMP, procesos de fabricación y herramientas).

Desde Bloquetech trabajamos ágilmente con softwares de desarrollo basados en el diseño generativo y nuevas tecnologías de fabricación de producto muy ligadas a este modelo de diseño como la impresión 3D, consiguiendo así formas mucho más consolidadas. Esto nos permite hacer un trabajo más eficaz y de menor coste, lo que implica una mayor satisfacción de nuestros clientes. Trabajamos activamente en proyectos aplicando el diseño generativo adaptando nuestros medios y herramientas. Estamos comprometidos con esta nueva modalidad de diseño cada vez más extendida y convencidos de que los efectos serán muy significativos y positivos en el futuro.

Paula Fransoy

Equipo Ingeniería de Bloquetech
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