Green design e IA per un sedile perfetto

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Per studiare nuove forme che rimodellino i telai dei sedili auto, incrementandone affidabilità, comodità e sostenibilità, occorre progettare “oltre” le consuetudini produttive. Il design generativo è in grado di elaborare strutture che i progettisti, per forma mentis e abitudine a conformarsi ai vincoli manifatturieri, non sanno concepire, conciliandole con i parametri di peso e dimensioni che vengono forniti come input. Gli strumenti di intelligenza artificiale danno vita ai concept realizzando prodotti semplici e belli, facili da utilizzare e dotati di tutte le funzioni che i clienti finali desiderano.

La ricerca dell’optimum

Shinsuke Omori, project manager presso il dipartimento di Interior Design della divisione Vision Design di Toyota Motor Corporation (foto: Toyota)

Realizzare un equilibrio tra comfort, sicurezza e design in un’auto è operazione complessa, soprattutto quando si tratta di creare spazio in un volume predefinito. Toyota asseconda la domanda del mercato di una maggior comodità e libertà di movimento all’interno dell’abitacolo lavorando a sedili più snelli e leggeri.

“La necessità di soddisfare i requisiti di fattibilità industriale rende difficile assottigliare gli spessori del telaio di un sedile auto”, spiega Shinsuke Omori, project manager presso il dipartimento Interior Design della divisione Vision Design di Toyota Motor Corporation. “Normalmente i progettisti non lavorano direttamente sulla struttura, ma vi aggiungono materiali: questo è il vincolo”. Tuttavia, il team di design guidato da Omori può esplorare forme e caratteristiche ideali senza preoccuparsi della conformità con i telai delle vetture esposte negli autosaloni: “Questa volta volevamo progettare una nuova struttura, attualmente in fase avanzata di sviluppo, che possa influenzare e connettersi con la novità dei veicoli commerciali del futuro prossimo. Se i designer riterranno che non sia fattibile, il progetto resterà solo un’ipotesi: perciò dobbiamo concretizzarlo almeno in parte”.

Un telaio per i sedili auto del futuro

Questa parte assolve la funzione della colonna vertebrale nello “scheletro del sedile” (foto: Toyota)

La ricerca di un’armonia tra comodità e sicurezza, riduzione di peso e design accattivante trova un valido supporto nel design generativo, una tecnologia imperniata sull’intelligenza artificiale, o IA, disponibile nella suite di progettazione software Fusion 360 di Autodesk. “Quando ho saputo che questo metodo era stato utilizzato per le sospensioni delle vetture sportive, l’ho trovato interessante: ottemperando alle specifiche costruttive, suggeriva forme alle quali i progettisti non avrebbero mai pensato, per costruire auto più leggere e robuste”, osserva Omori.

Il punto di partenza per il nuovo design è stato l’intento di creare più spazio nell’abitacolo. Il consueto volume rettangolare utilizza una struttura planare. I progettisti hanno messo alla prova l’idea di ottimizzare il telaio spostando il nucleo portante al centro. Ai passeggeri che viaggiano sui sedili posteriori, lo spessore consistente del sedile anteriore che si trovano davanti fa l’effetto di una parete, restringendo lo spazio; perciò il team ha studiato come ampliarlo e fornire maggior agio di movimento alle gambe. Le prestazioni di rigidità e resistenza sono inderogabili: in caso di collisione, i passeggeri sono sbalzati in avanti con forza, talora urtando contro gli schienali delle sedute anteriori, le cinture di sicurezza si tendono e in più parti i sedili sono soggetti a sollecitazioni intense provenienti da molteplici direzioni.

Un necessario compromesso

Con l’aiuto del design generativo, Toyota ha dato vita a un telaio assottigliato per sedile auto, che libera più spazio per le gambe (foto: Toyota)

“Spesso, sulle prime, il risultato elaborato dal software a partire da questi input è completamente inaspettato”, sottolinea Omori, “ma lo sviluppiamo apportandovi lievi modifiche: in qualche caso, le proporzioni e l’equilibrio complessivo appaiono insoddisfacenti sul piano estetico, perciò reindirizziamo il progetto ricercando un aspetto più gradevole. Bisogna trovare sempre un compromesso tra l’intento del progettista e la proposta del design generativo. Intervenire sulle masse e sugli ingombri, per esempio, può compromettere i movimenti o aggiungere peso”.

Il progetto è stato completato nell’arco di tre-quattro mesi e Omori si è valso dell’aiuto di Satoshi Yanagisawa, fondatore dello studio di design Triple Bottom Line, per portare a termine i calcoli. 

“Le forme che scaturiscono non smettono mai di affascinarmi: è sorprendente come l’introduzione di piccole varianti muti radicalmente il design; un elemento che, a mio parere, rappresenta uno dei vantaggi della strategia generativa”, prosegueShinsuke Omori. Per realizzare prodotti più leggeri è tuttavia necessario approfondire le caratteristiche delle diverse aree del progetto e dei materiali con cui produrli, e il team è al lavoro con gli ingeneri di Toyota pensando alla possibilità di montare il nuovo telaio su un veicolo in produzione. Per produrlo occorre utilizzare la stampa tridimensionale; scelta che fa lievitare i costi, dunque i designer stanno studiando metodi di manifattura con presse che integrino concetti di design generativo. “Abbiamo acquisito molte conoscenze da questo progetto e penso che ci siano chance di realizzarlo”, commenta il project manager. 

Comfort “singolare e plurale”

La forma elaborata dagli strumenti di design generativo è stata modificata in più punti per raggiungere la definizione del progetto (foto: Toyota)

Anche perché, osserva Shinsuke Omori, i processi manifatturieri mirati alla produzione di serie potrebbero cambiare nelle auto del futuro. “Oggi i sedili sono concepiti secondo il comune denominatore della capacità di accogliere passeggeri di taglie diverse, e questo complica la realizzazione di una seduta ottimale e confortevole per ognuno”. Il design suggerito dalla strategia generativa prevede uno stesso supporto vertebrale per tutte le misure, da integrare con elementi progettati su misura dell’anatomia dell’utilizzatore prodotti, per esempio, con una stampante 3D. Inoltre, permette di valutare la realizzazione di strutture monomateriali – laddove oggi i sedili che usiamo sono costituiti da materiali tra loro eterogenei, come telai metallici, poliuretano, pelle – incominciando da applicazioni che richiedano prestazioni limitate e mirate. “Se ci rivolgiamo a una mobilità a velocità ridotta, possiamo ridurre anche le performance richieste”, spiega Omori. “Il nuovo design dei sedili può debuttare in un tracciato viario dotato di controlli automatici della velocità dei veicoli, per essere gradualmente ampliato alle auto di serie”.

Utilizzare gli strumenti, non viceversa

Per tracciare le linee guida del design prossimo venturo, Toyota sta sperimentando con l’IA.

“Siamo molto liberi. All’interno dello stesso dipartimento progettiamo e pianifichiamo su temi che non hanno alcuna relazione con il mondo automotive, ed è importante accogliere gli stimoli che ci giungono da altri reparti. Questi strumenti modificheranno il nostro focus in futuro e il concept basilare diverrà sempre più importante. Gli algoritmi e le strategie generative disponibili cresceranno nel numero e nelle capacità, ma per differenziarci è necessario affinare e definire con attenzione quale tipo di forme vogliamo creare e quali sono l’intento, le funzioni e il significato racchiusi in esse. Dobbiamo realizzare prodotti semplici, belli, onesti che siano facili da usare e dotati di tutte le funzioni che l’utilizzatore desidera”, conclude Omori. “A tal fine, credo che sia essenziale decidere prima che cosa si vuol fare e chiarire l’indirizzo e il senso della strada da intraprendere nel design Toyota, anziché essere guidati dagli strumenti digitali. Finché essi assecondano l’obiettivo, utilizzerò ogni mezzo disponibile per creare il miglior prodotto possibile”.

A cura di Milena Benati

(NDR: questo articolo, a cura di Yasuo Matsunaka, è stato pubblicato in originale, in lingua inglese, sulla rivista online Redshift di Autodesk, pubblicazione più volte premiata).


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