Al giorno d’oggi, termini come Intelligenza Artificiale (AI), Machine Learning (ML) e Deep Learning (DL) sono di uso abbastanza comune, ma vediamo di approfondire meglio il loro significato e soprattutto come possano essere applicati nel campo della progettazione.
L’intelligenza artificiale
L’intelligenza artificiale (AI) è un ramo dell’informatica che si occupa della creazione di sistemi in grado di eseguire compiti che normalmente richiederebbero intelligenza umana, imitandola, come ad esempio il riconoscimento vocale, l’apprendimento, la pianificazione e la risoluzione dei problemi. Nel campo della progettazione 3D, l’AI può rivoluzionare vari aspetti del processo e può essere usata per:
- automatizzare attività ripetitive: per liberare tempo ai progettisti e per farli concentrare su aspetti più creativi, complessi e a maggior valore aggiunto;
- generare modelli: gli algoritmi di AI possono generare modelli 3D in base a parametri specifici, velocizzando il processo di progettazione e offrendo nuove opzioni che inizialmente potrebbero non essere state considerate;
- ottimizzare il design: l’AI può analizzare e ottimizzare i modelli 3D per migliorarne l’efficienza, ridurre i costi dei materiali e garantirne la massima funzionalità;
- simulazioni e analisi: l’intelligenza artificiale può eseguire simulazioni e analisi complesse per prevedere come un prodotto si comporterà in diverse condizioni, migliorandone così la qualità finale.
La combinazione di AI e progettazione 3D apre nuove frontiere per l’innovazione, offrendo strumenti avanzati che rendono il processo di progettazione più efficiente, accurato e creativo. Sembrano concetti molto complessi, ma in realtà, quando parliamo di intelligenza artificiale e di machine learning, possiamo tranquillamente affermare che non si tratti di novità per gli utenti SOLIDWORKS, perché la maggior parte dei clienti ne stanno già beneficiando quotidianamente, magari in modo assolutamente inconsapevole. SOLIDWORKS, infatti, è stato costantemente sviluppato negli anni e il reparto di Ricerca e Sviluppo sta continuando a lavorare nel campo dell’intelligenza artificiale e del machine learning, perché si tratta di tecnologie in continua evoluzione. Il motivo per cui l’intelligenza artificiale è un argomento di tendenza è l’esplosione del volume dei dati degli ultimi 15 anni, perché sebbene siano sempre più o meno disponibili, è sempre più difficoltoso riuscire a trovare il modo di organizzarli in modo strutturato per poterli sfruttare in pieno.
Machine Learning e Deep Learning
L’intelligenza artificiale include anche il Machine Learning (apprendimento automatico), ovvero una sottocategoria dell’intelligenza artificiale che si concentra sullo sviluppo di algoritmi e modelli statistici che permettono ai computer di migliorare le loro prestazioni in compiti specifici attraverso l’esperienza. In altre parole, attraverso il machine learning, un sistema può apprendere e fare previsioni o prendere decisioni basate sui dati, senza essere esplicitamente programmato per svolgere un compito specifico. Il concetto chiave è che non viene fatta una programmazione esplicita del computer, praticamente il computer impara dai modelli che vengono sviluppati, quindi, rispetto ad un preciso algoritmo di intelligenza artificiale, è importante ricordare che le soluzioni di machine learning non danno mai una risposta esatta, piuttosto danno una risposta con una buona probabilità di correttezza.
Il Deep Learning, infine, è una sottocategoria del machine learning che si concentra sull’utilizzo di reti neurali artificiali con molteplici livelli (o strati) per l’apprendimento e l’elaborazione dei dati. Questi strati permettono al modello di apprendere rappresentazioni dei dati a vari livelli di astrazione, rendendolo particolarmente efficace nell’analizzare dati complessi e strutturati, come ad esempio immagini, video, suoni e testo.
L’intelligenza artificiale in SOLIDWORKS
Come si applica al mondo SOLIDWORKS e cosa comporta per un progettista 3D, l’utilizzo dell’AI? In generale, un progettista, specialmente quando è un principiante, potrebbe non avere familiarità con tutti gli strumenti di progettazione che sono disponibili in SOLIDWORKS, potrebbe non sapere come utilizzarli, potrebbe non trovare una soluzione facile per risolvere una problematica di modellazione, potrebbe non essere consapevole di tutti i problemi che dovrà affrontare per terminare un progetto. Tutto questo può rendere il lavoro quotidiano difficoltoso e scoraggiante. La risposta di SOLIDWORKS è quella di fornire strumenti di intelligenza artificiale che aiutino il progettista a svolgere il lavoro quotidiano, come se avesse al suo fianco un mentore esperto, che gli guarda le spalle e che risponde a dubbi e domande, dando dei suggerimenti, in modo da risolvere velocemente i problemi ed evitare errori potenzialmente molto costosi. Si tratta principalmente di strumenti per migliorare l’esperienza dell’utente, basati sull’intelligenza artificiale per l’assistenza alla progettazione, che aiutano a limitare i tanti passaggi ripetitivi in ogni fase e a ridurre di conseguenza tutto ciò che può essere noioso e frustrante nel processo di progettazione. Ci sono poi anche strumenti per la progettazione generativa, ovvero funzionalità verticali realizzate con l’obiettivo di portare l’utente direttamente, o molto vicino, al risultato finale desiderato partendo da semplici input e condizioni al contorno.
Alcune delle funzionalità basate sull’intelligenza artificiale o su algoritmi che sono simili all’intelligenza artificiale già presenti in SOLIDWORKS da diversi anni, che probabilmente molti utenti già utilizzano, magari in modo inconsapevole sono: la selezione intelligente dei bordi dei raccordi, la riparazione automatica dello schizzo, la definizione totale dei vincoli e delle quote, la riparazione automatica degli accoppiamenti, la propagazione automatica delle linguette nelle parti in lamiera, la disposizione automatica delle quote o la quotatura automatica nei disegni 2D, il rendering con il Denoiser (riduzione del rumore) in SOLIDWORKS Visualize.
L’intelligenza artificiale nel cloud
Finora abbiamo visto gli strumenti di intelligenza artificiale applicati al software installato in locale su una workstation, ma cosa succede quando integriamo l’intelligenza artificiale con la grandissima mole di dati che proviene dal cloud? Il risultato finale è che l’AI viene potenziata in modo esponenziale, perché è possibile sfruttare le infrastrutture hardware che sono fornite dal produttore del software, dove esistono reti di computer molto potenti per eseguire calcoli molto complessi in tempi estremamente rapidi. Nel contesto del cloud, SOLIDWORKS sta sviluppando da anni alcune applicazioni di progettazione basate su browser web (xApp) che funzionano da ogni dispositivo e con qualsiasi sistema operativo e che includono alcune tecnologie innovative, come ad esempio il Design Guidance, dove è possibile definire materiale, vincoli, carichi da supportare e zone da evitare, in modo che il sistema suggerisca automaticamente la forma ottimale che deve avere un nuovo componente. Ma nelle xApp, è possibile attivare l’assistenza alla progettazione praticamente in qualsiasi momento, per avere dei suggerimenti su come procedere e l’anteprima del risultato di una certa operazione, in modo che l’utente sia sempre libero di utilizzare il consiglio oppure no.
Cosa ci attende il prossimo futuro?
Come anticipato SOLIDWORKS (Dassault Systémes) sta investendo molto sulla ricerca e sullo sviluppo di funzionalità basate sull’intelligenza artificiale, perché possono offrire un vantaggio competitivo, permettendo alle aziende di essere più agili e reattive rispetto ai cambiamenti di mercato. Una delle maggiori innovazioni su cui sta lavorando attivamente e che probabilmente vedrà la luce nei prossimi anni, è la modalità di “guida autonoma” in SOLIDWORKS e nelle xApp. Ad oggi, infatti, in SOLIDWORKS ci sono centinaia di comandi e gli utenti trascorrono molto tempo passando da un menu all’altro o tra le diverse schede del Command Manager, cercando di trovare il comando desiderato. La modalità di “guida autonoma” sarà in grado di predire qual è il comando che potrebbe voler utilizzare un utente, così non dovrà più dedicare tempo alla ricerca dei comandi e l’esperienza di utilizzo verrà notevolmente semplificata. L’utente comunque avrà sempre il pieno controllo e potrà scegliere di utilizzare i comandi dai menu in modo tradizionale ogni volta che lo desidera o lo ritiene più opportuno.
Conclusioni
L’integrazione dell’intelligenza artificiale (AI) nella progettazione, rappresenta una rivoluzione significativa nel campo dell’ingegneria e del design. La sinergia tra intelligenza artificiale e strumenti di progettazione non solo potenzia le capacità dei progettisti, ma apre molte nuove porte nel campo dell’innovazione e migliora l’efficienza nei processi di sviluppo dei prodotti. L’adozione di tecnologie AI nei CAD3D rappresenta un passo fondamentale verso il futuro dell’ingegneria e del design, dove la creatività umana e la potenza dell’AI vengono unite per creare soluzioni sempre più avanzate e personalizzate.
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