Como a IA muda a indústria de engenharia

Durante anos, a Inteligência Artificial (IA), o desenvolvimento de sistemas de computador que imitam a inteligência humana, esteve na província da ficção científica, estimulando a imaginação de futuristas e visionários.

Não mais. Ferramentas como DALL-E e ChatGPT saltaram do reino da imaginação para o mundo real, realizando tarefas semelhantes ao cérebro humano, com evangelistas de tecnologia já pregando as mudanças que essas tecnologias trarão em setores promissores após setores.

Um deles é Jonathan Girroir, evangelista de tecnologia da Tech Soft 3D. Ele fornece informações valiosas sobre como a IA é um divisor de águas para a indústria de engenharia.

Que tipo de impacto a IA terá no espaço da engenharia? Os designers e engenheiros verão mudanças significativas em seu mundo e fluxos de trabalho diários?

Assistência de design hoje

A IA já faz incursões no espaço do design há vários anos, é claro, por meio da funcionalidade de design generativo. Com o design generativo, os usuários informam ao programa de software o que desejam criar e fornecem certas restrições e parâmetros para trabalhar. Em troca, produz dezenas de opções de design diferentes que atendem a esses critérios.

Por exemplo: você precisa fazer um quadro de bicicleta que não pese mais que 5 quilos, seja feito apenas de plástico e aguente até 300 quilos? O design generativo cobre você e oferece inúmeras possibilidades de design.

Veremos cada vez mais esse tipo de papel para a IA, onde ela serve como um assistente incorporado a programas de design auxiliado por computador (CAD), trabalhando lado a lado com o designer e entrando em ação.

A IA também pode começar a carregar parte da carga ao dar os retoques finais em um projeto. Por exemplo, ao digitar um prompt para "tornar este edifício atraente", um designer pode acionar a IA para preencher um desenho arquitetônico com modelos 3D do tipo correto de mobília, talvez, ou algumas árvores e sebes perfeitamente cuidadas na frente. Tudo o que o designer precisa fazer, entretanto, é aprovar as adições sugeridas pela IA.

Simulação simplificada amanhã

Se a assistência ao projeto é a primeira grande área em que a IA impactará o mundo da engenharia, a simulação é a segunda.

Isso é simplesmente uma progressão lógica da capacidade da IA de aprender com grandes conjuntos de dados e entendê-los de maneiras que um ser humano não conseguiria. É fácil imaginar, por exemplo, que a IA poderia prever o resultado de uma operação muito complexa de engenharia auxiliada por computador (CAE) – como o efeito que um terremoto teria na integridade estrutural de um edifício ou que uma colisão frontal teria em um veículo - com precisão quase perfeita.

Em última análise, a IA não será capaz de construir uma casa ou projetar um carro. Ainda assim, será capaz de auxiliar significativamente no processo, tirando cada vez mais itens do prato dos humanos – aumentando significativamente a produtividade de projetistas e engenheiros individuais no processo.

Novas formas de criar digitalizações

A IA também tem algumas implicações empolgantes para reconstruir e digitalizar o mundo físico. Caso em questão: agora estamos em um estágio em que podemos fornecer à IA algumas imagens 2D básicas de um determinado edifício ou objeto, e ela criará uma representação volumétrica 3D completa (ou seja, não apenas um modelo de superfície superficial) de esse item.

Os agradecimentos aqui vão para os campos de radiação neural (também conhecidos como NeRF). Esses modelos de renderização alimentados por IA ingerem vários pontos de vista 2D e, em seguida, realizam cálculos internos e extrapolações para gerar um modelo 3D a partir dessas imagens 2D.

Isso não é tudo: há pesquisas empolgantes sobre como levar essa abordagem ainda mais longe com campos de distância assinados reforçados por IA, que abrangem vários aspectos da renderização de imagens. Em breve, poderemos usar campos de distância marcados para capturar não apenas a geometria de uma imagem 2D, mas também a luz e os materiais — tudo a partir de algumas fotos.

Não se esqueça das nuvens de pontos

Obviamente, à medida que as fotos e as imagens 2D se tornam cada vez mais fontes viáveis para a criação de um modelo 3D, as nuvens de pontos — criadas pela digitalização de objetos ou estruturas — continuarão sendo uma valiosa fonte de dados.

A IA também tem um tremendo potencial de aplicação aqui. Semelhante à maneira como a IA se tornou bastante adepta do reconhecimento de recursos em fotos - identificando a coisa peluda e de quatro patas em uma imagem como um "cachorro" enquanto identifica o objeto retangular como um "sofá" - pode trazer recursos semelhantes para a nuvem de pontos dados, ajudando a escolher recursos hiperespecíficos no mar de pontos de dados.

Em meio a todos esses desenvolvimentos assistidos por IA, no entanto, há implicações para os recursos gráficos do software de engenharia. Por exemplo, muitos produtos já gerenciam malhas e nuvens de pontos. Mas em breve, eles podem ter que trabalhar com campos de distância assinados, NeRFs e outras representações, enquanto encontram uma maneira de coexistir os diferentes modelos.

Claro, isso faz parte da beleza das inovações que mudam o jogo, como a IA. À medida que seu impacto se espalha por todo o ecossistema maior, outras tecnologias devem responder da mesma forma ao novo mundo que ela cria, estimulando ainda mais inovações.

Nada a temer

Após uma construção lenta, a IA atingiu um ponto crítico – e o mundo da engenharia sentirá seu impacto de maneiras que vão desde extensões do que já é possível até novos recursos e funcionalidades surpreendentes. Mas, para o designer ou engenheiro, isso não é nada a temer.

Embora a IA possa ser o divisor de águas número um nos próximos anos, ela promete mudar o jogo de maneira interessante, ajudando designers e engenheiros a lidar com seu trabalho e moldar o mundo ao nosso redor com maior eficiência, criatividade e novos níveis de virtuosismo.