A nawet nie tylko uszu, bowiem dla Federica Casalegno’a, myśli o człowieku to także palce i nadgarstki, a w zasadzie to i całe głowy, gdy przyjdzie taka konieczność. Jest bowiem wiceprezesem designu w Samsungu i takie myśli to część jego życia. Jak inaczej miałby projektować wszystkie produkty i to w taki sposób, aby miliony użytkowników były zadowolone?
Miliard uszu w komputerze. Jak Samsung projektuje idealnie dopasowane słuchawki
Mało który element naszej anatomii jest tak unikalny, jak ucho. Choć rzadko o tym myślimy, struktura małżowiny usznej oraz kształt kanału słuchowego stanowią strukturę niemal tak niepowtarzalną jak odciski palców. Dla producentów elektroniki użytkowej ta biologiczna norma, która dla nas jest ciekawostką stanowi potężne wyzwanie konstrukcyjne. Jak stworzyć bezprzewodowe słuchawki douszne, które będą leżeć stabilnie i komfortowo w uszach setek tysięcy ludzi na całym świecie? Odpowiedzią okazuje się projektowanie przy użyciu modeli maszynowych, nowoczesna metoda, która rewolucjonizuje działy rozwoju technologicznego.
Tradycyjne podejście do projektowania urządzeń ubieralnych (tzw. wearables), takich jak słuchawki, zegarki czy inteligentne pierścienie, przez lata opierało się na fizycznych prototypach i testach z udziałem ograniczonej grupy ochotników. Przełożenie danych morfologicznych dużej populacji na gotowy model produktu zajmowało inżynierom całe miesiące. Dziś ten proces uległ radykalnemu skróceniu. Jak przyznaje Federico Casalegno, symulacja, która dawniej wymagała trzydziestu dni pracy, obecnie zajmuje zaledwie dziesięć minut.
Dosłownie uruchamiamy tysiące symulacji w bardzo krótkim czasie i mamy miliony punktów zaczepnych, całą bazę danych, co było wcześniej niewyobrażalne. Projektowanie obliczeniowe, w 100% pomaga ulepszyć nasze portfolio produktów, co nigdy wcześniej nie było możliwe, ale jednocześnie stwarza nowe możliwości tworzenia następnych produktów
Cyfrowe bliźniaki ludzkiej anatomii
Kluczem do tak gigantycznego przyspieszenia stało się połączenie uczenia maszynowego, sztucznej inteligencji oraz zaawansowanego modelowania cyfrowego. Proces rozpoczyna się od zgromadzenia ogromnej bazy trójwymiarowych skanów ludzkich uszu, pochodzących od zróżnicowanych grup demograficznych. Na tej podstawie inżynierowie tworzą cyfrowe bliźniaki struktur anatomicznych.
Gdy w bazie znajdują się już tysiące wirtualnych uszu, algorytmy zaczynają testować w nich cyfrowy projekt nowej słuchawki. Komputery przeprowadzają masowe symulacje, sprawdzając, jak dany kształt reaguje na nacisk, jak układa się w małżowinie i czy precyzyjnie przylega do kluczowych punktów. Pozwala to na błyskawiczne nanoszenie poprawek rzędu ułamków milimetra i natychmiastowe sprawdzenie, czy zmiana, która poprawia komfort jednej grupy użytkowników, nie wywoła bólu u innej. Przed erą projektowania obliczeniowego zebranie i przetworzenie milionów takich punktów danych było w tym tempie po prostu niewykonalne.
Czytaj też: Słuchawki lekiem na chorobę lokomocyjną? Samsung mówi: Tak!
Rola inżynierów nie ogranicza się jednak wyłącznie do śledzenia symulacji na ekranach monitorów. Gdy algorytmy sztucznej inteligencji wygenerują optymalne warianty geometryczne konstrukcji, projekt wkracza w fazę fizyczną. Do gry wchodzą wówczas precyzyjne drukarki 3D, które pozwalają błyskawicznie materializować przygotowane prototypy słuchawek oraz testowe modele uszu.
Pozwala nam to pracować z zestawem danych, który jest unikalnie opracowany, który jest bardzo precyzyjny, a to pomaga nam odpowiednio projektować dla różnych grup demograficznych
Co szalone, na tym etapie Samsung wykorzystuje również specjalistyczne roboty, których zadaniem jest symulowanie dynamicznego ruchu człowieka. Sztuczne głowy wyposażone w wydrukowane prototypy są poddawane wstrząsom odpowiadającym realiom marszu, intensywnego biegu czy skakania.
Maszyny sprawdzają, przy jakich przeciążeniach słuchawka traci stabilność i wypada z ucha. Zebrane w ten sposób dane są ponownie wprowadzane do systemu komputerowego, tworząc zamkniętą bazę aktualizowanych informacji, która stale ulepsza algorytmy projektowe. Ta sama metoda pozwala optymalizować rozmieszczenie sensorów biometrycznych, nie tylko w słuchawkach, ale też w inteligentnych zegarkach, gdzie czujniki muszą idealnie przylegać do nadgarstka, by podawać rzetelne odczyty zdrowotne.
Dla użytkowników, ta technologiczna ciekawostka oznacza – a przynajmniej powinna oznaczać – przede wszystkim, że urządzenia, które kupujemy, stają się bardziej ergonomiczne. Zmiany wprowadzane dzięki symulacjom komputerowym bywają mikroskopijne, ale bezpośrednio przekładają się na codzienne doświadczenia. Wystarczy sobie przypomnieć ile razy trzeba było kombinować niegdyś ze słuchawkami i wtykaniem ich do uszu. Wiadomo, że nie da się znaleźć jednego rozwiązania idealnego dla 100% ludzi, lecz jest to niezmiernie ciekawe móc zobaczyć, jak dzisiaj połączenie starych metod – odlane modele – i nowoczesnej technologii – sztuczna inteligencja – tworzy doskonały tandem, żeby nam było wygodniej.
Źródło: fastcompany