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제너레이티브 디자인은 사전에 형성된 모델이 아닌 목표와 제약으로 시작하기 때문에 기존 디자인과는 다른 AI 기반 디자인 방법론입니다. 업계에서 급성장하고 엔지니어와 건축가의 창작 방식을 바꾸고 있습니다. 빠른 시장 성장과 전략적 채택을 기대하면서도 교육 및 워크플로우 적응을 계획하십시오.
제너레이티브 디자인은 알고리즘, 인공지능, 최적화 기법이 수천 가지의 설계 솔루션을 자동으로 탐색하는 컴퓨터 지원 설계 접근 방식입니다. 설계자가 한 번에 하나의 모델을 조각하는 대신, 시스템은 재료 한계나 비용과 같은 제약 조건과 함께 목표(예: 무게 감소 또는 강도)를 취하고 실현 가능한 솔루션을 생성합니다. Eye on Tech는 다음 영상에서 제너레이티브 디자인에 대한 간략한 개요를 제공합니다:
이 프로세스는 종종 인공 신경망, 딥러닝, 토폴로지 최적화와 같은 수학적 최적화 방법을 사용하여 상당한 시간이 걸리거나 생각할 수 있는 형태를 진화시킵니다.
전통적인 컴퓨터 지원 설계(CAD)는 미리 정의된 모양이나 모델로 시작합니다. 반복은 대부분 수동으로 이루어지며, 경험과 직관에 의해 안내됩니다. 제너레이티브 디자인은 이러한 논리를 뒤집습니다. 디자이너는 제약과 목표를 입력하고 소프트웨어는 방대한 디자인 공간을 탐색합니다.
제너레이티브 접근 방식의 장점은 설계 공간을 넓히고 효율성을 높이며 가정에 대한 의존도를 낮춘다는 점입니다. 시스템은 단일 솔루션을 만드는 대신 엔지니어가 비교, 시뮬레이션 및 정제할 수 있는 다양한 가능성을 생성합니다. 그 결과 하나의 '좋은' 모양을 선택하는 것이 아니라 설계 결과의 스펙트럼을 비교하는 것이 중요합니다. 이러한 변화는 편향을 줄이고 이전에 보지 못한 솔루션을 노출하며 복잡한 설계 문제에 직면한 산업에 생산성 향상을 가져다주기 때문에 중요합니다.
요약하자면, 제너레이티브 디자인은 상향식이고 제약에 기반하며 알고리즘적인 반면, 전통적인 설계는 하향식이고 형태 우선적이며 수동으로 반복적입니다.
제너레이티브 디자인은 루프를 따릅니다:
이 사이클은 엔지니어링의 엄격함과 머신 러닝 속도를 결합하여 전문가들이 시행착오 없이 복잡성을 탐색할 수 있는 도구를 제공합니다.
여러 응용 소프트웨어 플랫폼이 제너레이티브 디자인을 3D 모델링 워크플로우에 직접 통합합니다. Autodesk Fusion 360은 클라우드 컴퓨팅을 기반으로 한 제너레이티브 디자인 작업 공간을 제공하는 가장 널리 알려진 플랫폼 중 하나입니다. 또한 Siemens NX와 Dassault Systemes는 제너레이티브 디자인을 제공하며, 3D 프린팅 파이프라인과 통합할 수 있는 파라미터 설계 원칙을 포함한 도구를 통해 디지털 개념에서 물리적 제품으로의 전환을 더욱 원활하게 만듭니다.
에어버스는 발전 설계를 사용하여 새로운 A320 칸막이 벽을 만든 것으로 유명합니다. AI로 생성된 토폴로지는 유기 구조를 모방하여 안전 기준을 유지하면서 무게를 거의 절반으로 줄였습니다. 이러한 변화만으로도 항공기 수명 전반에 걸쳐 연료 절감과 효율적인 에너지 사용으로 이어졌습니다. 최근에는 Electric Aviation의 항공기 설계와 같은 항공우주 및 제조 분야에서 발전 설계가 여전히 사용되고 있습니다:
캘리포니아에 본사를 둔 의료 회사인 NuVasive는 Autodesk의 드림캐쳐 제너레이티브 디자인 소프트웨어를 사용하여 산호와 같은 격자 형태의 척추 임플란트를 개발했습니다. 이 알고리즘은 무게와 다공성과 같은 제약 조건을 정의하여 여러 솔루션을 생성하여 다공성 격자 구조가 하중을 분담하고 수술 후 뼈 성장을 가속화하는 데 도움이 되는 가볍고 강하며 X-선 가시 임플란트를 만들었습니다. 마찬가지로 NuVasive의 모듈러스 XLIF도 제너레이티브 디자인을 사용하여 원래 아이디어 외에도 추가적인 가능성을 얻었습니다.
메트로폴리탄 건축 사무소(OMA)는 페예노르트 스타디움 프로젝트에서 제너레이티브 디자인 도구를 사용하여 좌석 배치, 시선, 시공성을 균형 있게 조정했습니다. 경기장 프로젝트는 도시의 적절한 지출 비용을 감당할 수 없었지만, 팀은 반복 작업을 자동화하여 수백 가지 옵션을 빠르게 탐색할 수 있었으며, 이는 제너레이티브 디자인을 건축 프로젝트와 함께 사용할 수 있는 큰 잠재력과 가능성을 보여주었습니다. Parametric Solutions의 다음 비디오는 특히 제너레이티브 디자인이 건축에서 어떻게 작동하는지를 보여줍니다:
다양한 출처를 분석한 결과, 현재 시장 가치는 2025년 약 39억 5천만 달러로 예상되며, 2030년에는 약 99억~95억 5천만 달러에 달할 것으로 예상됩니다. 이러한 성장은 제조, 자동차, 항공우주, 건축, 헬스케어 전반에 걸친 채택과 클라우드 컴퓨팅, 적층 제조, 첨단 인공지능 알고리즘의 부상에 힘입은 것입니다.
제너레이티브 디자인은 여러 가지 면에서 가치가 있음을 입증하며 혁신과 효율성을 향상시키는 독특한 이점을 제공합니다. 인간 디자이너가 상상할 수 없는 모양과 구조를 밝혀내어 혁신의 경계를 허물 수 있습니다. 토폴로지 최적화를 통합함으로써 재료를 크게 절약할 수 있어 제조 공정에서 낭비를 줄일 수 있습니다. 알고리즘은 몇 달이 아닌 몇 시간 안에 수천 가지 설계 옵션을 탐색할 수 있기 때문에 속도도 또 다른 주요 장점입니다. 또한 제너레이티브 디자인은 효율적인 에너지 사용과 탄소 발자국 감소를 우선시하는 제약을 허용함으로써 지속 가능성 목표를 지원할 수 있습니다.
제너레이티브 디자인에는 채택을 제한할 수 있는 주목할 만한 과제도 있습니다. 엔지니어와 디자이너가 도구를 효과적으로 사용하기 위해 제약 조건과 알고리즘 동작을 모두 이해해야 하기 때문에 주요 장애물 중 하나는 학습 곡선입니다. 또 다른 문제는 워크플로우 통합입니다. 많은 기업이 여전히 전통적인 CAD 파이프라인에 의존하고 있기 때문에 새로운 시스템에 적응하는 것은 혁신적일 수 있습니다. 마지막으로, 머신 러닝 도구와 시뮬레이션 소프트웨어를 마스터하려면 추가 교육과 전문 지식이 필요하기 때문에 기술 격차가 있습니다.
제너레이티브 AI는 디자이너에게 훌륭한 도구입니다. 오토데스크의 미래학자 조던 브랜트는 이렇게 말합니다: "제너레이티브 디자인은 문제의 목표를 명시하고 컴퓨터가 디자인 반복을 만들어내는 것입니다."
그러나 다른 도구와 마찬가지로 생성형 AI를 사용하면 올바른 전략을 사용하여 최상의 결과물을 만들 수 있습니다:
디자이너는 창의성을 이끄는 계층적 제약을 적용하면서도 탐구의 여지를 남길 수 있습니다. 이 접근 방식은 새로운 결과의 잠재력을 제한하지 않으면서도 솔루션이 실용적으로 유지되도록 보장합니다.
제너레이티브 디자인과 적층 제조를 결합함으로써 팀은 전통적인 제조 방법으로는 달성할 수 없는 기하학적 구조처럼 매우 복잡하고 최적화된 형태를 생동감 있게 구현할 수 있습니다.
지속 가능성 제약을 포함하면 재료 사용을 최소화하거나 에너지 효율성을 개선하는 등 환경 목표와 일치하는 디자인을 확보할 수 있습니다.
소규모의 잘 정의된 사용 사례부터 시작하여 팀은 대규모 워크플로에서 생성 AI를 실행하기 전에 학습하고, 접근 방식을 개선하며, 자신감을 쌓을 수 있습니다.
미디어 및 시각 디자인의 경우 Adobe의 AI 기능, Midjourney 및 DALL-E 2와 같은 AI 도구, 여러 Blender 추가 기능, Autodesk 워크플로우와 같은 도구가 가장 쉽게 접근할 수 있습니다. 이러한 도구는 생성적인 디자인 개념을 3D 컴퓨터 그래픽과 애니메이션에 도입할 수 있습니다.
창의성을 확장하고 변형 속도를 높이는 데 도움이 됩니다. 컴퓨팅 비용이 높거나 팀이 제약 기반 모델링에 대한 훈련을 받지 않은 경우 워크플로우에 장애가 될 수 있습니다. 일부 모델은 최적화되지 않아 추가 수정이 필요할 수도 있습니다.
Fusion 360에서는 상업용 구독, 활성 평가판 또는 Fusion의 스타트업 또는 교육용 라이선스가 있는 경우 작업 공간에서 제너레이티브 디자인을 사용할 수 있습니다. 또한 Fusion Simulation 확장을 사용하여 제너레이티브 디자인을 시작할 수도 있습니다.
제너레이티브 디자인은 인공지능과 알고리즘이 제약 조건에 따라 솔루션을 생성할 수 있도록 함으로써 제품 디자인, 엔지니어링 및 아키텍처를 재구성하는 것입니다. 여기서 중요한 점은 전략적으로 채택하는 것입니다. 작은 규모로 시작하고, 교육에 투자하고, 생성 도구를 점진적으로 워크플로우에 통합하십시오. 그 보상은 지속 가능하고 기술적인 혁신에 부합하는 확장된 창의성, 재료 효율성, 미래가 보장하는 디자인 프로세스입니다.
