Η επανεφεύρεση του τροχού: Το λογισμικό «FelGAN» εμπνέει νέα σχέδια ζαντών χάρη στην χρήση Τεχνητής Νοημοσύνης

- Η Audi χρησιμοποιεί για πρώτη φορά Τεχνητή Νοημοσύνη (AI) στο τμήμα Audi Design.
- Το εξελιγμένο λογισμικό δίνει μία εντελώς νέα διάσταση και καινούργια έμπνευση στη δημιουργική διαδικασία.
- Διατηρώντας την ανάπτυξη λογισμικού AI εξ ολοκλήρου εντός της εταιρείας, η Audi αναδεικνύει τις δυνατότητές της σε έναν ιδιαίτερα κρίσιμο και αναδυόμενο τομέα για το μέλλον της αυτοκίνησης.

Αξιοποίηση της Τεχνητής Νοημοσύνης (AI) σε όλα τα τμήματα: αυτός είναι ο στόχος που έχει θέσει η Audi στο δρόμο της να γίνει μια εταιρεία που βασίζεται στην ψηφιακή τεχνολογία και στην εκτεταμένη χρήση δεδομένων. Με το FelGAN, η εταιρεία επιστρατεύει πλέον λογισμικό το οποίο χρησιμοποιεί την Τεχνητή Νοημοσύνη για να αναδείξει νέες πηγές έμπνευσης για τους σχεδιαστές της.

Οι δημιουργικοί άνθρωποι είναι πάντα σε επιφυλακή για την στιγμή της έμπνευσης. Το ίδιο ισχύει και για τους σχεδιαστές που δημιουργούν νέους τροχούς στο Audi Design Studio στο Ingolstadt. Το ερώτημα όμως είναι ένα: Πού μπορείς να ανακαλύψεις πηγές έμπνευσης οι οποίες να μην έχουν αξιοποιηθεί μέχρι τώρα;

Η βασική αρχή «σκέψου εκτός της πεπατημένης» («Out of the Box») είναι γνωστή και αποδεκτή από όλες τις μεγάλες βιομηχανίες. Όμως όσο εύκολο είναι να την επικαλείται κανείς, άλλο τόσο δύσκολο είναι να εφαρμοστεί στην πράξη. Και αυτό γιατί στην δημιουργική διαδικασία είναι συνηθισμένοι οι άνθρωποι να έχουν την τάση να υποχωρούν προς αυτό που τους είναι γνωστό και οικείο.

Σε αυτό ακριβώς το σημείο απευθύνεται το λογισμικό FelGAN που βασίζεται στην Τεχνητή Νοημοσύνη, και το οποίο έχει αναπτυχθεί μέσα στην ίδια την εταιρεία από το τμήμα πληροφορικής της Audi και το Audi Design. Το project αυτό δίνει πλέον τη δυνατότητα στους δημιουργικούς ανθρώπους της να αντλήσουν έμπνευση από μια πρακτικά απεριόριστη δεξαμενή ιδεών. Η αλληλεπίδραση με το λογισμικό επιτρέπει στους σχεδιαστές να ανακαλύψουν μοτίβα κάτω από εντελώς καινούργιες προοπτικές, δίνοντάς τους προτάσεις και ιδέες που μπορούν να εξελιχθούν περαιτέρω έτσι ώστε να τις επεξεργαστούν πάνω στις δημιουργίες τους. Συγκεκριμένα, η FelGAN λειτουργεί είτε προτείνοντας γρήγορα έναν μεγάλο αριθμό φωτορεαλιστικών σχεδίων, είτε συνδυάζοντας από την αρχή υπάρχοντα σχέδια έχοντας όμως έναν πολύ συγκεκριμένο και στοχευμένο τρόπο.

Έτσι, το σύστημα λειτουργεί ως ένα είδος αυθόρμητου κέντρου ιδεών για τους ανθρώπους στην ομάδα σχεδιασμού ζαντών της Audi, επιτρέποντάς τους να ανταλλάσσουν νέες εκδοχές και παραλλαγές μιας αρχικής ιδέας. Το εργαλείο επιτρέπει στους σχεδιαστές να πειραματίζονται εύκολα με το σχήμα, το χρώμα, τη δομή της επιφάνειας και άλλες παραμέτρους, και μάλιστα σε πραγματικό χρόνο.

Το όνομα "FelGAN" είναι ένας συνδυασμός της γερμανικής λέξης για τις ζάντες (Felge) και του «GAN». Το τελευταίο είναι ένα ακρωνύμιο για τα Generative Adversarial Networks (Αναγεννητικά Ανταγωνιστικά Δίκτυα). Τα GAN είναι μια ειδική μορφή αυτοεκπαιδευόμενου προγράμματος υπολογιστή στο οποίο δύο αλγόριθμοι ανταγωνίζονται ως αντίπαλοι κατά τη λεγόμενη εκπαίδευση, και γίνονται όλο και καλύτεροι καθώς βρίσκονται σε ανταγωνισμό μεταξύ τους.

Η όλη διαδικασία λειτουργεί ως εξής: Ένας από τους δύο αλγόριθμους, η «γεννήτρια», δημιουργεί τεχνητές εικόνες ενός συγκεκριμένου μοτίβου – στην περίπτωση του FelGAN, της ζάντας ενός οχήματος. Ο -ας τον πούμε- ανταγωνιστής αλγόριθμος, παρουσιάζει με την σειρά του μια επιλογή εικόνων, που αποτελούνται από πραγματικές φωτογραφίες τροχών, ευρισκόμενος σε παράλληλη λειτουργία με την «γεννήτρια». Ο δεύτερος αλγόριθμος, ο «διαχωριστής» όπως ονομάζεται, αποφασίζει εάν κάθε εικόνα είναι δημιουργία της «γεννήτριας» ή μία πραγματική φωτογραφία. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται ξανά και ξανά μέχρι να ολοκληρωθεί η εκπαίδευση.

Και οι δύο αλγόριθμοι έχουν σχεδιαστεί για να μαθαίνουν από τα λάθη τους και να βελτιώνονται συνεχώς. Μετά από αρκετές λειτουργίες και των δύο μαζί, οι δημιουργίες της «γεννήτριας» δείχνουν τόσο πραγματικές που ακόμη και το ανθρώπινο μάτι είναι σχεδόν αδύνατον να τις ξεχωρίσει από τις πραγματικές φωτογραφίες. Έτσι όταν ολοκληρωθεί η διαδικασία έχουμε μία ζάντα η οποία ουσιαστικά δημιουργήθηκε σε συνθήκες Τεχνητής Νοημοσύνης, είναι όμως εξαιρετικά κοντά στην πραγματικότητα.

Το διαισθητικό περιβάλλον λειτουργίας που χρησιμοποιεί ο χρήστης της εφαρμογής, το οποίο βασίζεται στην τεχνολογία Streamlit, κάνει εφικτούς τους σύντομους κύκλους ανάπτυξης ενός project και την γρήγορη ανατροφοδότηση μεταξύ των ομάδων σχεδιασμού και πληροφορικής της εταιρείας. Για να μην χρειάζεται οι σχεδιαστές να βασίζονται σε τοπικούς υπολογιστές κατά την χρήση της εφαρμογής AI -καθώς απαιτείται μεγάλη επεξεργαστική ισχύς- όλες οι εργασίες εκτελούνται στο cloud.

Ένα άλλο πλεονέκτημα του FelGAN είναι ότι το λογισμικό αποδίδει μια μαθηματική τιμή σε κάθε σχέδιο που κάνει η Τεχνητή Νοημοσύνη. Οι προγραμματιστές αναφέρουν αυτό το νούμερο ως «DNA» του κάθε project, επιτρέποντας έτσι να μπορούν να τα χρησιμοποιούν ανά πάσα στιγμή για την αναπαραγωγή σχεδίων. Αλλά δεν είναι μόνο αυτό: Οι σχεδιαστές της Audi μπορούν επίσης να τροφοδοτήσουν το πρόγραμμα με τα δικά τους σχέδια και φωτογραφίες, προσθέτοντάς τα στην εικονική πειραματική διαδικασία. Αυτό βασίζεται σε ειδικούς αλγόριθμους που καθορίζουν τις κατάλληλες τιμές «DNA» για τις εικόνες που τροφοδοτούν οι σχεδιαστές.

Συχνά, οι σχεδιαστές επιλέγουν να χρησιμοποιούν μόνο μεμονωμένα στοιχεία από τις δημιουργίες της FelGAN, τελειοποιώντας τα σε ένα αρμονικό συνολικό σχέδιο. Εκτός από την κυριαρχία ψηφιακών εργαλείων, καθοριστικό ρόλο εδώ παίζει το δημιουργικό μάτι και η επαγγελματική εμπειρία. Τέλος, οι ειδικοί της Audi κάνουν την εικονική σχεδίαση πραγματικότητα, παράγοντας ένα πρωτότυπο του τροχού, είτε από πλαστικό είτε από αλουμίνιο, χρησιμοποιώντας μια μηχανή φρεζαρίσματος υψηλής τεχνολογίας.

Το FelGAN αναπτύχθηκε και υλοποιήθηκε σε μια εξ ολοκλήρου εσωτερική συνεργασία μεταξύ των τμημάτων πληροφορικής και σχεδιασμού της Audi. Η εταιρεία επιδεικνύει έτσι την υψηλή τεχνογνωσία της στον τομέα της ψηφιοποίησης και του λογισμικού καθώς και στον τομέα της τεχνητής νοημοσύνης, ο οποίος θα είναι στην πρώτη γραμμή των εξελίξεων στην αυτοκινητοβιομηχανία στο μέλλον.

Όπως δηλώνει ο Thomas Knispel, Επικεφαλής Μηχανικής Μάθησης & Επιστήμης Δεδομένων στην Audi: «Στη σύγχρονη εποχή, τα δεδομένα και η αξιοποίησή τους προσφέρουν τεράστια προστιθέμενη αξία για τις εταιρείες και τους υπαλλήλους τους. Η Audi έχει δεσμευτεί στον στόχο να γίνει μια εταιρεία που θα βασίζεται στα δεδομένα. Για το σκοπό αυτό, θα χρησιμοποιήσουμε την Τεχνητή Νοημοσύνη σε πολλά ακόμα τμήματα. Έτσι, η αρμόδια ομάδα δεδομένων μας βρίσκεται πάντα σε επιφυλακή για νέες τεχνολογίες».

Στο μέλλον, η τεχνολογία πίσω από το FelGAN θα μπορούσε να επεκταθεί σε μια πιο ολοκληρωμένη πλατφόρμα σχεδιασμού Τεχνητής Νοημοσύνης, η οποία θα μπορούσε επίσης να χρησιμεύσει ως πηγή έμπνευσης και δημιουργίας για τους σχεδιαστές από άλλα τμήματα της Audi. Επιπλέον, επί του παρόντος αναπτύσσεται ένα σύστημα βαθμολόγησης της AI μέσω του οποίου κάθε ζάντα που δημιουργείται από το FelGAN θα αξιολογείται σε σχέση με το ισοζύγιο άνθρακα του τροχού που θα παραχθεί. Η FelGAN είναι επομένως ένα βήμα που κάνει η Audi στο δρόμο της για να γίνει μια ψηφιακή εταιρεία που βασίζεται στα δεδομένα και στην όσο πιο αποτελεσματική και δημιουργική χρήση τους.