AI 驅動工具讓 3D 列印模型個人化變得容易
由麻省理工學院開發的 AI 工具使個人可以輕鬆地使用自然語言來設計和定制 3D 列印模型。
背景
隨著 3D 列印機變得更便宜且更普及，越來越多的新手愛好者加入了這個快速發展的社區，他們開始自己製作物品。為此，許多業餘工匠使用免費的開源 3D 模型庫，下載並在他們的 3D 列印機上列印模型物件。然而將自定義設計元素新增到這些模型中對許多玩家來說是一個巨大的挑戰，因為它需要使用複雜且昂貴的電腦輔助設計（CAD）軟體，如果原始模型的表示不線上上，還特別困難。另外即使使用者能夠對物件進行個性化設計，確保這些定制不會影響物件的功能性，還需要更高水平的領域專業知識，這是許多新手製作者所缺乏的。
為了幫助新手製作者克服這些挑戰，麻省理工學院的研究人員開發了一個基於 AI 技術的工具，可以讓使用者將自定義設計元素新增到 3D 模型中，而不會損害物件的功能性。設計師可以使用這個名為 Style2Fab 的工具，只需使用自然語言提示來描述所需的設計，就可以對物件進行個性化定制，然後使用 3D 列印機列印出來。
功能和執行
Style2Fab 是由深度學習演算法驅動的工具，它會自動將模型分為美學和功能部分，從而簡化設計過程。研究人員還建立了一個包含 294 個 3D 物件模型的資料集，其中每個模型的分段都被標記為功能或美學。Style2Fab 會將模型的各個部分與資料集中的分段進行比較，如果一個分段與其中一個部分非常相似，就可以標記為功能部分。然而這只是一個初步的推薦設定，使用者可以輕鬆地更改任何部分的分類，無論是美學還是功能。
一旦使用者接受了分段結果，他們可以使用自然語言提示來描述他們所需的設計元素。一個稱為 Text2Mesh 的 AI 系統會根據使用者的標準嘗試生成符合要求的 3D 模型，並在 Style2Fab 中修改美學部分，新增紋理、顏色或調整形狀，使其看起來盡量接近使用者的要求。但功能部分是不可改動的。
研究人員將所有這些元素整合到一個使用者介面的後端中，根據使用者的點選和輸入自動分割和設計模型。研究人員對具有不同 3D 建模經驗水平的製作者進行了一項研究，發現 Style2Fab 對不同程度的製作者有不同的幫助。新手使用者能夠理解和使用介面進行設計定制，同時也為他們提供了一個低門檻的實驗基地。對於有經驗的使用者來說 Style2Fab 可以加快他們的工作流程，同時使用一些高級選項可以讓他們對設計進行更精細的控制。
應用和展望
除了幫助普通使用者和業餘工匠進行 3D 列印模型個性化設計之外，Style2Fab 也可以應用在醫療領域。研究表明，在設計輔助裝置時，同時考慮美學和功能特性可以增加患者使用的可能性，但臨床醫生和患者可能沒有對 3D 可列印模型進行個性化設計的專業知識。使用 Style2Fab，使用者可以根據自己的需要定制拇指託，使其在裝扮時與衣服搭配，同時不會影響醫療裝置的功能。
未來，研究人員希望進一步完善 Style2Fab 的功能，使系統可以精細控制物理特性和幾何特徵。例如，改變物件的形狀可能會改變其承受力，這可能會導致在列印製作時出現故障。此外他們還希望改進 Style2Fab，使使用者可以在系統內生成自己的 3D 模型。
研究人員還正在與 Google 合作進行後續專案的研究。
原文網址：https://techxplore.com/news/2023-09-ai-driven-tool-easy-personalize-3d-printable.html
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