Ученые ИТМО научили GenAi проектировать объекты в сплошных средах

С помощью методов искусственного интеллекта GEFEST проектирует оптимальную форму и структуру объектов, которые будут  взаимодействовать с обтекающими их жидкостями или газами. При этом размеры объектов могут быть практически любыми — от миллиметровых компонентов искусственной селезенки до километровых волноломов. 

GEFEST реализован на языке Python и оснащен эволюционными алгоритмами, генеративными нейронными сетями и суррогатными моделями глубокого обучения. Финальная версия инструмента была представлена 26 июля 2024 года на международной конференции OL2A, где вызвала большой интерес аудитории. Исследователи из ИТМО рассказали, как GEFEST был усилен методами ИИ, которые позволяют быстро предсказывать свойства объектов и не требуют запуска тяжеловесных численных моделей. Кроме того, недавно в рамках проекта было создано семейство алгоритмов для анализа устойчивости конструкций к изменениям, подбора предобученных суррогатных моделей и повышения эффективности расчетов. Программный интерфейс и инструменты визуализации результатов были модернизированы.

«При поддержке Российского научного фонда наша команда из пяти человек создала инструмент для предварительной проработки конструкторских идей.  Генеративный дизайн — это имитация с помощью ИИ профессиональной когнитивной деятельности инженера-проектировщика. Благодаря GEFEST инженер получает в работу уже оптимизированный по заданным критериям черновой вариант конструкции, что значительно сокращает начальный этап проекта. В этом мы убедились сами, когда разрабатывали с помощью инструмента защитные сооружения в порту Сочи. Исследователи из университета Цинхуа и университета Беркли использовали GEFEST для проработки формы искусственных органов. Также хорошо инструмент зарекомендовал себя в задачах дефектоскопии для выявления формы изъянов в конструкциях из сплошных материалов. По нашему опыту, GEFEST на 15-20% повышает эффективность работы конструкторов», — рассказал руководитель группы научно-технического развития исследовательского центра «Сильный ИИ в промышленности» Николай Никитин.

В дальнейшем инструмент будут использовать и совершенствовать участники университетского сообщества открытого научного кода ITMO.OpenSource.