Научный архив: статьи

Введение (постановка задачи и актуальность). В автомобилестроении дизайн выступает одним из определяющих факторов, влияющих на конкурентоспособность продукции. В этой связи разработчиками осуществляется непрерывный поиск эффективных методов оптимизации процесса дизайн-проектирования. В настоящее время прилагаются активные усилия по внедрению в дизайн-проектирование технологий искусственного интеллекта (ИИ), открывающих новые возможности для разработчиков и существенно повышающих их производительность. Так как одним из самых ресурсоёмких этапов процесса создания автомобильного дизайна является трёхмерное моделирование, актуальным становится поиск путей использования возможностей ИИ для повышения автоматизации данного вида работ. Для поиска способов оптимизации данного этапа целесообразно проанализировать современные методы 3D-моделирования на базе ИИ, провести обзор нейросетевых программных инструментов для генерации 3D-моделей, протестировать наиболее востребованные из них, выполнить сравнительную оценку качества и детализации сгенерированных моделей, оценить перспективы и сформулировать практические рекомендации по интеграции ИИ в процесс разработки автомобильного дизайна на этапе создания цифровых трёхмерных моделей.

Цель исследования – анализ современных методов и возможностей ИИ для автоматизированной генерации 3D-моделей экстерьера автомобилей, а также определение перспектив их практического применения в промышленном дизайн-проектировании.

Методология и методы. Использованы методы анализа и систематизации результатов исследований в области применения технологий ИИ в 3D-моделировании; проведена апробация их применения для генерации трёхмерных моделей автомобилей методом компьютерного моделирования с использованием технологий ИИ на основе рассмотренных подходов.

Результаты и научная новизна. В работе представлен обзор и анализ современных методов реконструкции трёхмерных поверхностей, а также программных средств для генерации цифровых 3D-моделей, функционирующих на основе технологий ИИ. Особое внимание уделено процессу автоматизированного построения цифровых трёхмерных моделей автомобильных объектов по одному или нескольким двумерным изображениям с использованием нейронных сетей. Приведены примеры практического применения различных архитектур нейронных сетей на этапе трёхмерного моделирования. Выявлены и ключевые функциональные возможности генерации трёхмерных моделей в нейронных сетях, а также определены основные преимущества и ограничения данного подхода при его использовании в сфере автомобильного дизайн-проектирования. Научная новизна данного исследования заключается в разработке и апробации нового подхода, предусматривающего использование нейросетевых методов реконструкции 3D-моделей по одному или нескольким двумерным изображениям в процессе дизайн-проектирования автомобилей, а также в определении подходов для оценки точности нейросетевой генерации.

Практическая значимость. Применение в дизайн-проектировании нейросетевых методов реконструкции 3D-моделей обеспечивает автоматизацию процесса трёхмерного моделирования, позволяет упростить анализ и визуализацию формы проектируемых автомобилей, а также ускорить процесс создания CAD-моделей. В данном исследовании представлены результаты применения нейронных сетей при генерировании CAD-моделей электрического родстера и грузового электромобиля, а также сравнение и оценка полученных результатов в виде численных значений.