1768426067
2026-01-14 21:00:00
Генеративные модели искусственного интеллекта оказали такое неизгладимое влияние на создание цифрового контента, что становится все труднее вспомнить, каким был Интернет до него. Вы можете использовать эти инструменты искусственного интеллекта для умных проектов, таких как видео и фотографии, но их творческий талант еще не полностью перешел в физический мир.
Так почему же мы еще не видели персонализированные объекты с поддержкой генеративного искусственного интеллекта, такие как чехлы для телефонов и кастрюли, в таких местах, как дома, офисы и магазины? По мнению исследователей Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL), ключевым вопросом является механическая целостность 3D-модели.
Хотя ИИ может помочь создавать персонализированные 3D-модели, которые вы можете изготовить, эти системы не часто учитывают физические свойства 3D-модели. Аспирант факультета электротехники и информатики Массачусетского технологического института (EECS) и инженер CSAIL Фараз Фаруки исследовал этот компромисс, создав генеративные системы на основе искусственного интеллекта, которые могут вносить эстетические изменения в конструкции, сохраняя при этом функциональность, а также другую, которая модифицирует структуры с желаемыми тактильными свойствами, которые пользователи хотят почувствовать.
Делаем это реальным
Вместе с исследователями из Google, Stability AI и Северо-Восточного университета Фаруки теперь нашел способ создавать объекты реального мира с помощью ИИ, создавая предметы, которые одновременно долговечны и демонстрируют желаемый внешний вид и текстуру пользователя. С помощью искусственного интеллектаМехСтиль“Система, пользователи просто загружают 3D-модель или выбирают заранее заданные объекты, такие как вазы и крючки, и подсказывают инструменту, используя изображения или текст, для создания персонализированной версии. Генеративная модель искусственного интеллекта затем изменяет 3D-геометрию, в то время как MechStyle имитирует, как эти изменения повлияют на отдельные части, гарантируя, что уязвимые области остаются структурно надежными. Когда вы будете довольны этим усовершенствованным искусственным интеллектом чертежом, вы можете распечатать его в 3D и использовать в реальном мире.
Вы можете выбрать модель, скажем, настенного крючка и материал, которым вы будете его печатать (например, пластик, такой как полимолочная кислота). Затем вы можете предложить системе создать персонализированную версию с такими указаниями, как «создать крючок в виде кактуса». Модель искусственного интеллекта будет работать в тандеме с модулем моделирования и генерировать 3D-модель, напоминающую кактус, но при этом имеющую структурные свойства крючка. Этот зеленый ребристый аксессуар можно использовать для подвешивания кружек, пальто и рюкзаков. Такое создание возможно, отчасти, благодаря процессу стилизации, при котором система меняет геометрию модели на основе понимания текстовой подсказки и работы с обратной связью, полученной от модуля моделирования.
По мнению исследователей CSAIL, раньше 3D-стилизация приводила к непредвиденным последствиям. Их формативное исследование показало, что только около 26 процентов 3D-моделей остались структурно жизнеспособными после их модификации, а это означает, что система ИИ не понимала физику моделей, которые она модифицировала.
«Мы хотим использовать ИИ для создания моделей, которые можно будет изготовить и использовать в реальном мире», — говорит Фаруки, ведущий автор исследования. бумага представляю проект. “Таким образом, MechStyle фактически моделирует, как изменения, основанные на GenAI, повлияют на структуру. Наша система позволяет вам персонализировать тактильные ощущения от вашего предмета, включая в него ваш личный стиль, гарантируя, что объект выдержит повседневное использование”.
Такая тщательность вычислений может в конечном итоге помочь пользователям персонализировать свои вещи, создав, например, уникальную пару очков с пестрыми синими и бежевыми точками, напоминающими, например, рыбью чешую. Компания также создала коробочку для таблеток с каменистой текстурой, украшенную розовыми и голубыми пятнами. Потенциал системы распространяется на создание уникального декора для дома и офиса, например, абажура, напоминающего красную магму. Он может даже разработать вспомогательные технологии, соответствующие спецификациям пользователей, такие как шины для пальцев, чтобы помочь при травмах, вызванных ловкостью, и захваты для посуды, чтобы помочь при двигательных нарушениях.
В будущем MechStyle также может быть полезен при создании прототипов аксессуаров и других портативных товаров, которые вы можете продавать в магазине игрушек, хозяйственном магазине или бутике для рукоделия. Цель, по словам исследователей CSAIL, состоит в том, чтобы как опытные, так и начинающие дизайнеры тратили больше времени на мозговой штурм и тестирование различных 3D-проектов, а не на сборку и настройку предметов вручную.
Оставаться сильным
Чтобы гарантировать, что творения MechStyle выдержат ежедневное использование, исследователи дополнили свою технологию генеративного искусственного интеллекта типом физического моделирования, называемым анализом конечных элементов (FEA). Вы можете представить себе 3D-модель предмета, например пары очков, со своего рода тепловой картой, показывающей, какие области структурно жизнеспособны при реалистичном весе, а какие нет. По мере того как ИИ совершенствует эту модель, физические симуляции подчеркивают, какие части модели становятся слабее, и предотвращают дальнейшие изменения.
Фаруки добавляет, что запуск такого моделирования каждый раз при внесении изменений резко замедляет процесс ИИ, поэтому MechStyle спроектирован так, чтобы знать, когда и где проводить дополнительный структурный анализ. “Стратегия адаптивного планирования MechStyle отслеживает, какие изменения происходят в конкретных точках модели. Когда система genAI вносит изменения, которые ставят под угрозу определенные области модели, наш подход снова моделирует физику конструкции. MechStyle будет вносить последующие изменения, чтобы гарантировать, что модель не сломается после изготовления”.
Сочетание процесса FEA с адаптивным планированием позволило MechStyle создавать объекты, структурно жизнеспособные на 100 процентов. Протестировав 30 различных 3D-моделей, стили которых напоминают кирпичи, камни и кактусы, команда обнаружила, что наиболее эффективным способом создания структурно жизнеспособных объектов является динамическое выявление слабых областей и настройка процесса генеративного ИИ для смягчения его эффекта. В этих сценариях исследователи обнаружили, что они могут либо полностью прекратить стилизацию при достижении определенного порога стресса, либо постепенно вносить небольшие уточнения, чтобы не допустить приближения областей риска к этой отметке.
Система также предлагает два разных режима: функцию фристайла, которая позволяет ИИ быстро визуализировать различные стили в вашей 3D-модели, и режим MechStyle, который тщательно анализирует структурные воздействия ваших настроек. Вы можете изучить различные идеи, а затем попробовать режим MechStyle, чтобы увидеть, как эти художественные изыски повлияют на долговечность определенных областей модели.
Исследователи CSAIL добавляют, что, хотя их модель может гарантировать, что ваша модель останется структурно прочной перед 3D-печатью, она пока не способна улучшить 3D-модели, которые изначально были нежизнеспособны. Если вы загрузите такой файл в MechStyle, вы получите сообщение об ошибке, но Фаруки и его коллеги намерены повысить долговечность этих неисправных моделей в будущем.
Более того, команда надеется использовать генеративный искусственный интеллект для создания 3D-моделей для пользователей вместо стилизации пресетов и загружаемых пользователями дизайнов. Это сделает систему еще более удобной для пользователя, так что те, кто менее знаком с 3D-моделями или не может найти свой проект в Интернете, смогут просто создать его с нуля. Допустим, вы хотели изготовить чашу уникального типа, а этой 3D-модели не было в репозитории; Вместо этого ИИ мог бы создать его за вас.
«Хотя перенос стилей для 2D-изображений работает невероятно хорошо, немногие работы исследовали, как этот перенос в 3D», — говорит научный сотрудник Google Фабиан Манхардт, который не участвовал в работе над статьей. “По сути, 3D – гораздо более сложная задача, поскольку обучающих данных недостаточно, а изменение геометрии объекта может повредить его структуру, сделав его непригодным для использования в реальном мире. MechStyle помогает решить эту проблему, позволяя стилизовать 3D, не нарушая структурную целостность объекта посредством моделирования. Это дает людям возможность проявлять творческий подход и лучше выражать себя с помощью продуктов, которые специально для них созданы”.
Фарки написал статью вместе со старшим автором Стефани Мюллер, доцентом Массачусетского технологического института и главным исследователем CSAIL, и двумя другими коллегами из CSAIL: исследователем Леандрой Техедор С.М. ’24 и постдоком Цзяджи Ли. Их соавторами являются Амира Абдель-Рахман, доктор философии ’25, ныне доцент Корнелльского университета, и Мартин Ниссер С.М.’19, доктор философии ’24; исследователь Google Врушанк Фаднис; вице-президент по исследованиям Stability AI Варун Джампани; профессор Массачусетского технологического института и директор Центра битов и атомов Нил Гершенфельд; и доцент Северо-Восточного университета Меган Хофманн.
Их работа была поддержана Программой компьютерных инноваций MIT-Google. Он был представлен на симпозиуме Ассоциации вычислительной техники по вычислительному производству в ноябре.
#Инструмент #генеративного #искусственного #интеллекта #помогает #печатать #на #3Dпринтере #личные #вещи #которые #выдерживают #ежедневное #использование #Новости #Массачусетского #технологического #института
Продолжение темы
