Como a Zaha Hadid Architects Constrói o Futuro com Kits de Ferramentas de Última Geração em OpenUSD

Atualmente, mais de 20 arquitetos estão usando extensões desenvolvidas com o Omniverse na ZHA, e planejam expandir para até 50 usuários. “O Omniverse ajusta-se bem ao nosso paradigma baseado em malha, de alta-fidelidade e alto desempenho”, disse Shajay. “Acreditamos que o USD e o Omniverse estão estabelecendo um padrão, como um GitHub para o desenvolvimento de design arquitetônico”.

O tempo economizado na preparação de dados para revisões é importante, uma vez que dá à equipe mais tempo para iterar. Eles iteram propositalmente o máximo que podem, adotando uma abordagem de edição e observação para garantir que um bom design não seja produto do acaso. Muitas vezes, a equipe cria centenas de opções de design diferentes, mesmo considerando cumprir os prazos apertados para entregar os projetos rapidamente.

Preparar os arquivos 3D para renderização também era demorado porque a equipe enviava seus designs para empresas de renderização de terceiros. Vishu Bhooshan, designer chefe do grupo de pesquisa em computação e design da Zaha Hadid Architects, acrescenta: “Realmente precisamos que as coisas tenham um desempenho super elevado. E agora, com o Omniverse, não precisamos esperar 11 horas para os arquivos serem importados, pois podemos enviá-los para nossos parceiros instantaneamente”.

Ele diz que um dos benefícios que o USD habilitará em breve é que suas equipes poderão começar a preparar a renderização sem precisar esperar que todos os dados 3D sejam agregados.

“Quando tivermos um repositório unificado e todos forem treinados nesse workflow, começaremos a preparar arquivos de renderização em paralelo para equipes de design que estão reiterando designs. Isso traz muito potencial para workflows não disruptivos e paralelos”, disse Vishu. “Quando criarmos o repositório de ativos, buscaremos integrá-lo com machine learning 3D e IA nos quais a NVIDIA é pioneira, como texto para 3D”.

O Zaha Hadid Architects Computation and Design Group (ZHA CODE) é um grupo de pesquisa que explora software e tecnologias de design paramétrico de ponta para criar designs arquitetônicos esteticamente impressionantes e de alto desempenho com o uso de computação gráfica, design digital e construção robótica.

A equipe aproveita o poder da computação para aumentar a intuição humana, permitindo melhorar a velocidade do design, a assimilação de dados e descobrir novas possibilidades. Seu framework de computação personalizado, o Spatial Technology Stack (STS), permite a síntese de geometria otimizada e a criação de experiências espaciais imersivas.

O ZHA CODE começou a ser desenvolvido no Omniverse. A equipe começou a criar suas próprias extensões personalizadas para conectar ferramentas existentes.

Ao longo de 10 meses, eles construíram mais de 10 extensões para criar seu pipeline de produção. Shajay explica sua abordagem para o desenvolvimento dessas novas ferramentas como uma maneira de transformar e otimizar processos e resolver problemas para seu setor, em vez das soluções alternativas temporárias e hacks que não podem ser escalados que eles haviam adotado anteriormente.

Por exemplo, o ZHA CODE tem continuamente feito experimentos com corte robótico por fio quente, um método que permite a manufatura de moldes de concreto complexos e duplamente curvos. O processo, que envolve braços robóticos equipados com cortadores por fio quente e grandes blocos de espuma, ajuda a produzir segmentos de molde em uma fração do tempo. Para aprimorar o treinamento do robô, a ZHA criou uma extensão de plug-in capaz de simular o cortador de fio robótico.

A equipe projetou um gêmeo digital do robô para treiná-lo, visualizar e ensinar-lhe o que fazer. Além disso, eles foram capazes de realizar tudo isso virtualmente sem precisar interagir fisicamente com o robô. Ao gerar a simulação orientada por IA no Omniverse, os designers podem visualizar melhor como o robô cortará os blocos 3D e quais formas os blocos 3D tomarão.

O modelo para esculpir a forma é treinado e otimizado em um ambiente virtual e, em seguida, o modelo é conectado a um robô físico que executará a escultura para a qual foi treinado. Isso permite que técnicas de fabricação inovadoras impulsionem ainda mais seu reconhecido estilo de design. A equipe gostou tanto da extensão que decidiu disponibilizá-la como código aberto via GitHub para que outras pessoas usassem.

Outro exemplo é um recente projeto de estádio na China, feito com participação da ZHA. O estádio tinha milhares de painéis de telhado como parte de seu projeto, e a equipe precisava converter painéis não planares em planares. Eles criaram uma ferramenta de visualização personalizada para identificar painéis não planares e usaram um software proprietário para alterná-los com planares. Isso não poderia ter sido feito manualmente.

A equipe da ZHA também criou uma extensão de visualização de dados que permite ver detalhes e informações adicionais relacionadas à geometria em seus designs. Muitas vezes, a geometria muda ao longo das etapas de um projeto. Por isso, ao capturar uma visualização de dados personalizada, a equipe da ZHA pode obter insights mais profundos sobre a geometria dos designs, além de iterar ou otimizar com base na análise gerada no Omniverse.

“Como o Omniverse é compatível com Python, foi muito fácil escrever algumas dessas extensões, pois a maior parte da funcionalidade principal do que queremos fazer com nossa geometria, já a temos em nosso framework existente”, disse Vishu. “No lado técnico, tivemos que aprender a usar a API para arquivos USD. Porém, já tínhamos experiência em usar o USD com C++, então foi mais fácil alternar”.

A Zaha Hadid Architects continuará a desenvolver novas ferramentas em torno de automação e gerenciamento de ativos. Com um número crescente de instituições acadêmicas adotando novas tecnologias e padrões como o USD, a empresa prevê que a próxima onda de estudantes será treinada em tecnologias pioneiras que podem resolver alguns dos maiores problemas do setor.