ジェネレーティブデザイン解説：AIがエンジニアリングソリューションを最適化する仕組み

従来、エンジニアはCADで図面を作成して部品や製品を設計してきました。その図面は、エンジニアの経験、想像力（創造性）、過去のデータ（類似部品がどう作られてきたか）の結果でした。ジェネレーティブデザインは、設計者が定義する複数の基準に基づく最適化と問題解決です。基準には構造的完全性（強度）、高さ、重量、コスト制約、材料体積などが含まれます。

ここでの目標は、人工知能（ソフトウェア）が基準を満たして問題を解決する設計、または複数の設計を生成することです。ジェネレーティブデザインが必ずしも「より速い」ことを意味するわけではありませんが、「より速い」ことも基準の一つになり得ます。設計が完成したら、エンジニアはニーズに最も適したものを選択できます。こうして、コンピュータが製造可能な設計を提供し、課題を解決し、基準を満たし……人間の想像力の限界を超えるのです。

ジェネレーティブデザインの最前線

Autodeskはジェネレーティブデザインの最前線におり、Fusion 360ソフトウェアは実世界の製造制約と製品性能要件に基づき、複数のCAD対応ソリューションを同時に生成できます。ジェネレーティブデザインの完璧な実用例は、AutodeskとGeneral Motorsの協業です。自動車部品の製造方法を変え、車1台あたりの部品点数を削減し、より軽量で強靭な部品を生産するものです。これによりGMは2023年までに少なくとも20種類の電気自動車または燃料電池車を市場投入できる見込みです。

ジェネレーティブデザインには3Dプリンティングが必要か？

ジェネレーティブデザインは3Dプリンティング専用だという誤解がありますが、実際にはユーザーが製造方法を指定できます。アディティブ（3Dプリンティング）、サブトラクティブ（CNC切削）、鋳造などです。一度製造方法を定義すれば、ソフトウェアはその特定の製造方法で生産可能な設計のみを生成します。

ジェネレーティブデザインを拡張するDATRON「next」

DATRON neoとDATRON M8Cubeは、Autodeskの拠点であるPier 9（サンフランシスコ）、ジェネレーティブデザインラボ（MxD、シカゴ）、Autodeskテクノロジーセンター（ボストン）に設置されています。理由は、DATRONテクノロジーがCNC加工の未来を体現し、Fusion 360のようなソフトウェアと極めてうまく統合されるからです。DATRONが業界にもたらした進歩は、加工ワークフロー全体に影響を与えます。

DATRON「next」は、マシン内部に統合されたカメラ/プローブコンビネーションを備えたタッチスクリーンインターフェースで、時間のかかるジョブセットアップ作業を排除します。カメラが加工テーブル下部を映し、オペレーターはタッチスクリーン上でワークピースが表示されている領域をなぞるだけでワークを特定できます。ワーク位置が特定され、加工パラメータが設定されれば、あらゆる不規則性がソフトウェアで自動補正されます。これにより、不適切なセットアップによる不良が事実上ゼロになります。オンボードの「CAMアシスタント」が、スマートフォンを使うような感覚のインターフェースで、プログラムと工具管理をオペレーターにガイドします。これらすべてのツールが組み合わさり、初心者オペレーターでもわずか4ステップで切削部品を作れるようになります。