卡内基梅隆大学的计算机科学家开发了一种系统,可以将各种各样的3d形状转化为一针一针的指令,使计算机控制的针织机自动生成这些形状。
卡内基梅隆纺织实验室的研究人员已经使用该系统生产了各种毛绒玩具和服装。此外,机器人研究所助理教授、实验室负责人詹姆斯·麦肯(James McCann)表示,这种无需人类专业知识就能生成编织指令的能力,可以使按需机器编织成为可能。
McCann的愿景是使用那些经常大批量生产数千顶针织帽子、手套和其他服装的机器,一次生产一件或少量生产定制产品。例如,手套可能会被设计成精确适合客户的手。运动鞋的鞋面,毛衣和帽子可能有独特的颜色图案或装饰。
麦卡恩说:“针织机可能会变得像3d打印机一样容易使用。”
这与当今的针织界形成了鲜明的对比。
“现在,如果你经营一层楼的针织机器,你还会有一个工程师部门,”麦凯恩说。他指出,服装设计师很少有为机器编程所需的专业知识。“这种一次性定制的方式是不可持续的。
McCann和他的同事们的最新工作将于今年夏天在加拿大温哥华举行的计算机图形学和交互技术会议SIGGRAPH 2018上发表,他们开发了一种将3d网格(一种常用的3d形状建模方法)转换为v型床针织机指令的方法。
这些广泛使用的机器用钩形的针来操作纱线的线圈,这些针位于平行的针床上,彼此成倒V形。计算机科学博士生维迪亚·纳拉亚南(Vidya Narayanan)说,这种机器功能强大,但与手工编织相比有局限性。
她说,CMU算法将这些限制因素考虑在内,在机器的限制范围内为图案生成指令,并降低纱线断裂或卡壳的风险。
McCann说,这样的前端设计系统在3d打印和计算机驱动的机器车间很常见,但在针织行业并不常见。同样,3d打印和机器车间使用通用语言和文件格式来运行他们的设备,而针织机使用各种特定品牌的针织机特有的语言和工具。McCann领导了早期的工作,创建了一种通用的针织格式,称为Knitout,它能够与任何品牌的针织机实现。
要使按需编织成为现实,还需要进一步的工作。例如,该系统现在只生产光滑的针织布料,没有使针织服装与众不同的图案缝合。针织生态系统也需要扩大,设计工具可以适用于任何机器。但麦凯恩说,在这一点上,进展可能很快。
“针织硬件已经非常好了,”他解释道。“这是需要一点推动的软件。软件可以快速改进,因为我们可以更快地迭代。”
除了麦肯和纳拉亚南,研究团队还包括计算机科学和机器人教授杰西卡·哈金斯(Jessica Hodgins);人机交互研究所博士生Lea Albaugh;以及苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)教员、梅隆大学(CMU)机器人兼职教授斯特利安·科洛斯(Stelian Coros)。
该研究论文和视频可以在GitHub上找到。
了下:工业自动化
