Toyota crea un innovador asiento con diseño generativo e IA
- Toyota está rediseñando los armazones de sus asientos para un futuro de mayor seguridad, confort y sostenibilidad.
- El uso del diseño generativo da formas que los diseñadores humanos no habrían podido imaginar, al mismo tiempo que se adapta a parámetros de diseño tales como el tamaño y el peso.
- Las herramientas basadas en IA dan vida al concepto, creando productos simples, atractivos y fáciles de utilizar con las funciones que demandan los clientes.
Encontrar el equilibrio entre el diseño, la seguridad y la comodidad es todo un arte, y uno complejo, además, especialmente en lo que se refiere a añadir más espacio en un área limitada. Toyota está respondiendo a las demandas del mercado liberando espacio en la cabina gracias a la creación de asientos más finos y ligeros.
“El asiento actual está diseñado para cumplir las necesidades de resistencia y de fabricación, por lo que es difícil hacerlo más fino —explica Shinsuke Omori, director de proyectos del Departamento de Diseño de Interiores, en la División de Diseño de Ideas de Toyota Motor Corporation—. Los diseñadores no suelen trabajar en el armazón del asiento como tal, sino que, simplemente, lo recubren de distintos materiales. Ese es el problema”.
Sin embargo, el equipo de diseñadores de Omori sí puede experimentar con la forma y características ideales de un asiento sin tener que ceñirse a los armazones que se ven actualmente en las salas de muestras. Así lo indica Omori: “Esta vez queríamos diseñar un nuevo armazón que realmente cambie las cosas y vaya en la línea de los coches comerciales de un futuro próximo, aunque de momento sea un desarrollo avanzado. Si los diseñadores creen que no se puede hacer, no pasa nada, porque esto es para un desarrollo avanzado. Lo que tenemos que conseguir es que se pueda aplicar hasta cierto punto”.
El asiento del futuro
Los asientos de los vehículos que se mueven a gran velocidad han de cumplir muchos requisitos; el más importante es garantizar la seguridad y comodidad de los ocupantes. Si le añadimos la reducción del peso y el desarrollo sostenible, la tarea se vuelve aún más compleja. “En estos momentos nos estamos centrando en lograr un equilibrio entre el confort, la sostenibilidad, la reducción del peso y el diseño”, afirma Omori.
El diseño generativo, una tecnología basada en inteligencia artificial (IA) y disponible en Autodesk Fusion 360, es idóneo para este tipo de equilibrismos. Según Omori: “Cuando me enteré de que estaban usando diseño generativo para la suspensión de los coches de competición, me pareció algo muy interesante. Es una tecnología que crea formas que a los diseñadores humanos nunca se les habría ocurrido y, a pesar de todo, como cumple los requisitos que le pidas, salen coches ligeros y resistentes. Se me ocurrió que podíamos hacer algo antiguo y a la vez moderno: elegir las partes que nos interesan para crear una estructura que los diseñadores nunca habrían dibujado y que sea capaz de responder con todas las garantías a las necesidades que definimos”.
Diseñar el nuevo armazón de asiento pasa primero por desarrollar un concepto que garantice más espacio en la cabina. Aunque la estructura habitual, de forma rectangular, es plana, los diseñadores pusieron a prueba la idea de optimizarla trasladando el apoyo principal al centro. Para los pasajeros de los asientos traseros, un asiento grueso y con forma de muro hace que el espacio parezca más reducido: por eso, el equipo intentó que el área excluida fuera más grande, para ampliar el espacio delante de las piernas.
La seguridad del asiento del automóvil es una parte esencial, así como la alta resistencia y rigidez de la estructura. En caso de colisión, los ocupantes se mueven con muchísima fuerza, que tira de los cinturones de seguridad y provoca una elevada tensión sobre ciertas áreas en distintas direcciones. En algunos casos, las personas situadas atrás pueden golpear los asientos delanteros.
Dar con la tecla del diseño
Tras introducir estos requisitos, el resultado que ofrece el diseño generativo es, según Omori, “a menudo completamente inesperado”: “Pero seguimos avanzando y fuimos haciendo pequeñas modificaciones por el camino. En algunos casos, las proporciones y el equilibrio no daban una forma atractiva en los resultados iniciales, así que intentamos cambiar activamente el diseño en una dirección concreta ajustando un poco las áreas excluidas”.
“Siempre hay una solución intermedia entre lo que un diseñador quiere hacer y lo que crea el diseño generativo. Por ejemplo, manipular la proporción o el equilibrio dará problemas con la dinámica o aumentará el peso”. Tardaron de tres a cuatro meses en completar el diseño y, para ultimar los cálculos, Omori trabajó mano a mano con Satoshi Yanagisawa, de Triple Bottom Line.
Omori continúa: “Es divertido ver los diferentes patrones que a los diseñadores no se les ocurren. Nunca deja de fascinarme. Es sorprendente, a la par que interesante, ver como unas pequeñas diferencias pueden dar como resultado formas totalmente distintas, y creo que esa es una de las ventajas del diseño generativo”. Pero, para crear productos ligeros, también hace falta tener ciertos conocimientos de las áreas y los materiales relacionados. Con toda esa información es posible reducir el peso de una parte en concreto. Ahora mismo, el equipo está trabajando en colaboración con ingenieros de la plantilla en el desarrollo de un nuevo diseño en el que se están valiendo del diseño generativo.
Según Omori, el equipo está diseñando el armazón del asiento con la idea de instalarlo en un vehículo de producción. Para crear este asiento es necesaria la impresión 3D, cosa que encarece el proceso. Dado que los actuales asientos se producen de forma eficiente con métodos de fabricación bien instaurados, hará falta un estudio más en profundidad de los posibles métodos para producir una estructura mediante prensado, al mismo tiempo que se incorporan conceptos de diseño generativo: “Hemos aprendido mucho de este proyecto, así que creo que es muy posible que lo consigamos”, asegura.
Con IA, el concepto es clave
Según Omori, es posible que la propuesta de valor para la fábrica en prensa cambie en la producción en cadena de los automóviles del futuro. “Los asientos de hoy en día se fabrican según la idea del máximo común denominador en cuanto a su capacidad de acomodar cuerpos de diversos tamaños, y es difícil crear algo óptimo y cómodo para todas las personas”.
Con este nuevo tipo de diseño, sería posible mantener la misma columna vertebral del asiento para varios tamaños y adaptar lo demás según el físico del usuario gracias, por ejemplo, a una impresora 3D. Actualmente, los asientos están compuestos de materiales diversos: armazón metálico, uretanos y piel, pero Omori afirma que con el diseño generativo sería posible comprobar el potencial de los monomateriales.
Este tipo de diseño, según Omori, sería más fácil de llevar a cabo en campos no muy exigentes: “Por ejemplo, podemos reducir los requisitos si lo limitamos a los microcoches. Como incorporan dispositivos especiales que controlan la velocidad de manera automática, creo que serían un buen punto de partida desde el que ir expandiéndonos poco a poco hacia los vehículos ordinarios”.
Toyota está experimentando activamente con herramientas basadas en IA, como el diseño generativo, para su cadena de diseño. Omori asegura que en dicho departamento tienen mucha libertad para ello: “En el mismo departamento, diseñamos y proyectamos cosas que no tienen nada que ver con los coches. Es importante recibir los estímulos de otros departamentos y demás. Estas herramientas cambiarán las cosas a las que prestamos atención en el futuro, mientras que el concepto básico cobrará más importancia. Las herramientas se volverán cada vez más y más potentes, pero tenemos que centrarnos en el tipo de forma que queremos crear —y en la intención, en el significado y la función detrás de esa forma— para diferenciarnos del resto”.
Y concluye: “Es importante crear productos simples, bellos y de diseño claro, fáciles de utilizar y con las funciones que piden los clientes. Para ello, creo que es crucial decidir, antes que nada, qué es lo que queremos hacer, y aclarar el concepto y la dirección que queremos tomar como Toyota Design, en lugar de que la herramienta nos use a nosotros. Mientras la herramienta encaje con el concepto, me serviré de todo lo que esté a mi alcance para crear el mejor producto posible”.