В ногах правда есть: генеративный дизайн обуви

С этой технологией все хорошо, за исключением одного: системы проектирования намного опередили средства производства. Современная промышленность рассчитана на традиционные литьевые машины, токарные и фрезерные станки. Именно поэтому мы с одного взгляда отличаем природные структуры от созданных человеком: последние обычно представляют собой комбинацию простых геометрических объектов.

И если внешние природные формы мы с горем пополам научились копировать, то о получении внутренней структуры, например, человеческих костей, до последнего времени могли только мечтать. То есть генеративные системы проектирования создают объекты, подобные природным, а вот воспроизводить их серийно промышленность не может.Сама технология известна – это 3D-печать. Все прототипы, спроектированные программами генеративного дизайна, сделаны именно по этой технологии. Но первыми к серийному производству приступили производители кроссовок – Under Armour, Reebok, New Balance и adidas – благодаря прогрессу в области 3D-печати из эластомеров. И если кроссовки с напечатанными подошвами первых трех брендов купить почти невозможно и они представляют собой скорее коллекционный, нежели практический интерес, то adidas Alphaedge  4D можно не только купить, но ежедневно использовать. Бегать, прыгать – и они не развалятся. За это отвечают сотрудники Futurecraft.

Вообще-то, Futurecraft – это инкубатор идей и технологий adidas, которые еще не готовы к коммерческому использованию. Генеративный дизайн считается здесь очень перспективным направлением. Сложная внутренняя геометрическая структура подошвы поглощает давление под любым требуемым углом, придает ноге ускорение в нужном направлении и позволяет добиваться невиданных ранее механических свойств. Если раньше инженеры могли играть только свойствами материала подошвы, то сейчас они получили доступ к внутренней структуре.

«Первый прототип подошвы был напечатан в 2010 году», – Марко Корманн, директор 3D-печати и цифрового производства adidas, аккуратно достает его из коробки и протягивает мне. Прототип довольно жесткий, и сама структура регулярная – в то время работающих компьютерных программ генеративного дизайна просто не существовало. Марко, большой энтузиаст новых технологий, радуется как ребенок: он наконец может рассказать про разработки – я один из первых журналистов, кого допустили к разработчикам. Чтобы пройти путь от первого прототипа до серийного образца, потребовались два технологических прорыва – как в технологии печати эластомерами, так и в программах генеративного дизайна.

Для проектирования подошв adidas использует сразу несколько программных пакетов, причем большая часть из них собственной разработки – уж больно специфическая область. «Сторонние разработчики не имеют таких компетенций в области спортивной обуви», – говорит Марко, проводя мини-экскурсию по гигантской испытательной лаборатории своего подразделения, в которой уместилось даже небольшое футбольное поле: на нем во время нашего визита испытывали прототипы мячей для будущего чемпионата мира. Рядом расположилась беговая дорожка для съема точнейших биомеханических данных с легкоатлетов.

Гордость adidas – два робота – футболист и бегун. Оба, кстати, одноногие. Робот-футболист может повторять самые невероятные удары, которые случались в истории футбола, гарантированно отправляя мяч в девятку. Марко смеется, вспоминая этапы отладки робота – тогда мячи летели по всей лаборатории по непредсказуемым траекториям. Сейчас он бьет лучше Роналдо и Месси, но не заменяет живых футболистов на тестах, потому что «человек не может ударить сто раз подряд в одну и ту же точку, а робот не может услышать и почувствовать мяч».

Робот-бегун при помощи датчиков снимает кинематику движения ноги профессионального атлета и может потом бесконечно повторять его движения. Именно этот робот «пробежал» в adidas Alphaedge  4D двадцать марафонов, и кроссовки не развалились. «Никто из конкурентов похвастаться таким результатом не может», – уверенно говорит Марко. И в этом заслуга технологии Digital Light Synthesis, которая разработана калифорнийской компанией Carbon по заказу adidas.

Первый этап изготовления у Carbon такой же, как у конкурентов. В ванну с прозрачным дном наливают светоотверждающийся эластомер. Снизу стоит ультрафиолетовый проектор, который слой за слоем отверждает эластомер, а тот по мере роста поднимается из ванны. Процесс небыстрый. «На первые прототипы по этой технологии в 2015 году уходило 18 часов, – говорит Марко. – Сейчас на изготовление пары подошв нужно всего 30 минут».

Главная проблема этой технологии – хрупкость светоотверждающихся полимеров. Технология пришла из автомобильной промышленности и стоматологии, где такие материалы ценятся за непревзойденные механические качества, но в этих областях никогда не ставились задачи гибкости. Поэтому подошвы, сделанные этим способом, довольно хрупкие – конкуренты выпустили небольшие партии таких кроссовок. Carbon улучшил технологию, сделав ее двухступенчатой. Первоначальная печать осуществляется двухкомпонентным составом. Первый компонент, отвечающий за пространственную структуру, фиксируется ультрафиолетом, а второй – вулканизируется, как традиционная резина. Поэтому и процесс двухступенчатый: сначала подошву печатают, а потом запекают в печи. И получается сложная структура почти из традиционных материалов.

Кроссовки adidas Alphaedge 4D – это первая ласточка, продукт для энтузиастов новых технологий. Модель сделана с учетом анатомии человеческой стопы, но анатомии усредненной. В будущем, фантазирует Марко, мы сможем зайти в магазин, сунуть ногу в специальный сканер, и через десять минут получить уникальную пару обуви, изготовленную с учетом ваших индивидуальных анатомических особенностей. И ждать осталось не так уж и долго.