Что будет, если наделить 3D-принтер искусственным интеллектом
Небольшой лондонский стартап решил объединить две самые передовые технологии, чтобы пересмотреть наши взгляды на то, как люди смогут строить свое будущее в буквальном смысле. Путем комбинации индустриальных роботов, 3D-печати и алгоритмов искусственного интеллекта компания Ai Build создала машины, способные видеть, создавать и даже учиться на своих ошибках.
Когда будущий исполнительный директор компании и ее основатель Даган Кам учился архитектурному искусству, он отметил серьезный разрыв связей между компактным производством и сферой крупномасштабного строительства.
«С одной стороны, у нас имеется полностью автоматизированная линия производства. С другой - мы полностью полагаемся на человеческий труд. Мы хотели раздвинуть эти границы и посмотреть, как можно разрабатывать вещи с использованием компьютерных алгоритмов и воплощать их в настоящие объекты посредством 3D-печати», - поделился Кам на недавней конференции в Лондоне.
Трехмерную печать действительно можно рассматривать в качестве средства производства в будущем, но на данный момент это очень дорогая, времязатратная и не всегда поддающаяся масштабированию технология. Маленькие объекты можно печать уже сейчас. Более крупные требуют более серьезного подхода и финансовых затрат. Когда вы читаете обещания о полностью 3D-напечатанных самолетах, офисных зданиях или произведениях искусства, то вы должны понимать, что все эти вещи не создаются как единое целое. Они создаются по частям, а затем собираются воедино, как пазл.
Чтобы все-таки выйти на новый уровень масштаба, Кам и его команда интегрировали 3D-печатные сопла в роботизированные руки компании KUKA и запрограммировали их на печать сложных структур. Для снижения стоимости производства инженеры решили применить комбинированный метод стандартной 3D-печати (слой за слоем) и метод уголкового производства. Для быстрого остывания и затвердевания разогретого и отлитого материала в руку роботов интегрировали вентиляторы.
Тем не менее метод показался слишком медленным. При этом сам процесс практически не оставляет пространства для ошибки - робота приходится программировать таким образом, чтобы каждая отлитая линия была точно одинакового размера и толщины и при этом одновременно охлаждалась со всей конструкцией. При попытке сделать процесс печати быстрее - и, следовательно, дешевле - пришлось бы пойти на риск проявления структурных дефектов либо вообще попытаться преодолеть все фундаментальные недостатки робототехники.
«Наши роботы были слепы», - говорит Кам.
«Они получали инструкции от компьютера и слепо им подчинялись. Если на пути производства встречалась проблема, они ее просто не замечали и, следовательно, не могли адаптироваться к ее исправлению».
Для решения проблемы инженеры прикрепили к своим роботам камеры и использовали алгоритмы машинного зрения для анализа структурных особенностей при печати.
«Задача заключалась в создании и получении обратной связи между физическим и цифровым окружением», - говорит Кам.
С набором «глаз» роботизированные руки стали определять дефекты и компенсировать их в других частях и слоях конструкции. Конечным результатом оказалось создание структуры Zaha Hadid-esque, на полное производство которой ушло бы вполовину больше времени, если бы инженеры не использовали алгоритмы ИИ.
На прошлой неделе на конференции GPU Technology Conference в Амстердаме компания представила единую конструкцию шириной и глубиной 5 метров и высотой 4,5 метра, созданную при участи компании Arup Engineers. Конструкция получила название «Дедал павильон». Несмотря на внушительные размеры и единый процесс печати, на ее создание потребовалось всего 15 дней для отливки и полдня на окончательное завершение. Если учесть, что час работы робота оценивается примерно в 100 долларов, стоимость объекта подобного размера составит чуть больше 35 600 долларов.
«Благодаря оптимизации эффективного использования материала и минимизации времени производства вся конструкция получилась очень легкой», - комментирует Кам.
Технологиями компании Ai Build заинтересовались производитель графических процессоров NVIDIA и сам производитель роботов KUKA, которые планируют интегрировать методику эффективного производства на своих предприятиях.
Само же сооружение «Дедал павильон» является экспериментальным проектом и не несет никакой практической цели. Выглядит это, правда, все очень красиво, в чем можно убедиться на представленных в этой статье фотографиях.
В закромах компании Ai Build имеются и другие проекты. Например, сейчас они начали разработку футуристической люстры aiPort, способной управлять всеми электронными приборами в доме. С помощью жестов или голосовых команд пользователь сможет включать свет, управлять кондиционером, домашней аудио- и видеосистемой и другими цифровыми гаджетами. aiPort на данный момент находится в стадии прототипа и на некоторое время заморожен, так как компания бросила все свои силы на реализацию проекта 3D-печати.
