Исследователи из Массачусетского технологического института и Междисциплинарного центра Герцлии в Израиле стремятся изменить это с помощью новой системы, которая автоматически превращает файлы САПР в визуальные модели, которые пользователи могут изменять в реальном времени, просто перемещая виртуальные ползунки на веб-странице. Как только дизайн соответствует требованиям пользователя, он или она нажимает кнопку печати, чтобы отправить его на трехмерный принтер.«Мы представляем себе мир, в котором все, что вы покупаете, потенциально может быть настроено, а такие технологии, как трехмерная печать, обещают, что это может быть рентабельным», — говорит Маша Шугрина, аспирантка Массачусетского технологического института по информатике и инженерии и одна из новичков. проектировщики системы. «Итак, вопрос, на который мы намеревались ответить, звучал так:« Как вы на самом деле позволяете людям изменять цифровой дизайн таким образом, чтобы он оставался функциональным? »»
Для пользователя САПР изменение конструкции означает изменение числовых значений в полях ввода и затем ожидание в течение минуты, пока программа пересчитает геометрию связанного объекта.После завершения проекта его необходимо протестировать с помощью программного обеспечения для моделирования. Для проектов, предназначенных для трехмерных принтеров, соответствие спецификациям принтеров является одним из таких тестов. Но дизайнеры обычно также проверяют свои конструкции на структурную стабильность и целостность.
Эти тесты могут занимать от нескольких минут до нескольких часов, и их нужно запускать повторно каждый раз, когда дизайн меняется.Предварительная работаШугрина и ее сотрудники — ее научный руководитель Войцех Матусик, доцент кафедры электротехники и информатики Массачусетского технологического института, и Ариэль Шамир из IDC Herzliya — пытаются превратить визуальный дизайн в то, что новички могут делать в режиме реального времени.
Они представили свою новую систему, получившую название «Fab Forms», на конференции Siggraph Ассоциации вычислительной техники в августе.Fab Forms начинается с дизайна, созданного опытным пользователем САПР. Затем он просматривает широкий диапазон значений параметров проекта — числа, которые пользователь САПР обычно изменяет вручную, — вычисляя результирующую геометрию и сохраняя ее в базе данных.
Для каждой из этих геометрий система также запускает набор тестов, указанных разработчиком, и снова сохраняет результаты. Весь процесс занял бы сотни часов на одном компьютере, но в своих экспериментах исследователи распределяли задачи между серверами в облаке.В своих экспериментах исследователи использовали восемь дизайнов, включая туфлю на высоком каблуке, шахматный набор, игрушечную машинку и кофейную кружку. Система выбирает достаточно значений проектных параметров, чтобы обеспечить хорошее приближение всех доступных вариантов, но это число варьируется от проекта к проекту.
В некоторых случаях это были всего несколько тысяч образцов, а в других — сотни тысяч. Исследователи также разработали несколько хитроумных методов, позволяющих использовать сходство в вариантах дизайна для сжатия данных, но самый большой набор данных по-прежнему занимал 17 гигабайт памяти.Интуитивно понятный интерфейс
Наконец, система генерирует пользовательский интерфейс, веб-страницу, которую можно открыть в обычном браузере. Интерфейс состоит из центрального окна, в котором отображается трехмерная модель объекта, и группы ползунков, которые изменяют параметры дизайна объекта.
Система автоматически отсеивает все значения параметров, которые приводят к непечатаемым или нестабильным дизайнам, поэтому ползунки ограничиваются допустимыми дизайнами.Перемещение одного из ползунков — например, изменение высоты каблука обуви или ширины основания кружки — перемещает визуальные изображения связанных геометрических фигур, представляя в реальном времени то, что потребовало бы часов для расчета с помощью программы CAD. «Плотность выборки достаточно высока, чтобы пользователю казаться непрерывной», — говорит Матусик.
Если, однако, особенно зоркий пользователь захочет получить значение параметра, которое находится между двумя образцами, хранящимися в базе данных, система может вызвать программу САПР, вычислить связанную геометрию и затем запустить на ней тесты. Это может занять несколько минут, но в этот момент пользователь будет иметь хорошее представление о том, как должен выглядеть окончательный дизайн.