设计的突破口——智能
发明力学基础F=m*a成为牛顿,我们晚出生了300年。
发明N-S方程成为流体力学大师,我们晚出生了170年。
使用仿真方法成为现代设计大师,我们晚出生了30年。
你这个伟大的工程师,还用着300年前的基础,170年前的方程,30年前的方法,修修补补做点不起眼的改进。
你比爷爷的爷爷更聪明更勤奋,但是你沿着爷爷的道路,跑得再努力,也是步人后尘。
全新的出路,不是提出新的力学,不是推导新的公式,不是改进仿真方法,也许就是教会计算机做设计。
智能设计是个新开的金矿,还没有爷爷们的脚印,等着你挖出第一块黄金。
智能第一步
学会机器的语言
用数学与机器沟通
从前:人的语言 — 感觉
从前我们用感觉讲设计。
师傅告诉徒弟,方桌的边角,摸着要光滑。
老师告诉学生,这里直一些,流动更平稳。
领导告诉手下,放宽点余量,感觉更安全。
从前我们用人的语言交流,口传心授个人的感受,设计是看不见摸不着的灵感和经验。
现在:工程师语言 — 数字
我们用数字和基本外形讲设计。
世界由不同大小位置的方块、圆环、抛物线……等组成。
师傅教 徒弟,倒角半径是0.2。
老师教学生,方块与圆弧组成桌子。
领导教手下,误差不要大于10%。
我们用数字语言交流,陌生人之间可以准确交换信息。我们也可以用计算机画出设计。
现在设计是人操纵计算机变换组合数字,用人的想象和计算机共同寻找最优设计。
未来:计算机语言 — 函数
厚度、倒角、前缘半径、倾斜角度、……
这些形象的描述,帮助工程师在脑子里看到外形。
人的大脑无法想象,12次方的桌子和60次方的桌子是什么形状。虽然12次方的桌子,边角是高阶光滑,比人类能够想象的更光滑,但是我们想象不了这么高级曲线,只好用方块和倒角凑合个桌子。
计算机更喜欢用超椭圆方程,“12次方的桌子”这种简洁清晰的描述。
计算机不需要想象它在设计桌子,它只需要一个简洁的超椭圆方程,求解最优的指数和系数。
我们的任务就是告诉它,方程是什么,最优目标是什么。
你知道如何用函数描述你设计的形状吗?
找到那个函数,也许是你成为设计大师的起点。
你知道如何用函数描述你的数据吗?
找到那个函数,也许是你理论突破的起点。
智能设计的第一步,放弃我们习惯的语言,为每一种设计找到描述它的函数,让计算机懂得我们的需求。
未来的设计:我们给计算机讲明白要什么,计算机完成设计。
我要一张60次方的桌子。