Инженеры из Швеции создали алгоритм для роботов, позволяющий им вырезать из глины скульптуры заданной формы. Пользователь создает изначальную модель и указывает части, с которыми нужно работать отдельно, а робот, в свою очередь, делает расчеты оптимальной траектории движения инструмента и выполняет действие. Статья о разработке была презентована на конференции SCF 2020, а также опубликована на сайте Disney Research.
Традиционно, скульптуры создаются вручную с помощью инструментов, которые позволяют отсекать от твердой заготовки лишние части до момента, когда от нее останется лишь задуманная форма. Это легко выполнить благодаря автоматическому фрезерному станку. Однако, скульптору иногда приходится работать с глиной или другим мягким материалом, соответственно данный способ уже не применим. Для некоторых таких материалов можно использовать метод замораживания, при котором его охлаждают до твердого состояния. В случае работы с глиной данный способ не подходит, тем более этот метод сильно усложняет процесс.
Инженеры из Disney Research и Швейцарской высшей технической школы Цюриха под руководством Стелиана Короса создали алгоритм, который позволяет роботам работать с глиной и вырезать из нее скульптуры заданной формы. При этом на изделии остаются характерные для ручной работы штрихи. Главная часть творчества остается за человеком: исходную 3D-модель в электронном виде создает он. Помимо этого скульптор размечает на поверхности изделия линии, чтобы в дальнейшем пользоваться ими при разделении поверхности скульптуры на зоны. Ими робот будет заниматься отдельно.
После того как алгоритм получил модель и размеченные на ней зоны, он проводит первичную разметку штрихов, вдоль которых будет идти петля, отсекающая лишнюю глину. После этого пользователь может взглянуть на схему штрихов и внести необходимые поправки. Например, возможно поменять количество самих штрихов в каждой зоне. После внесенных изменений алгоритм приступает к основному расчету, в котором оптимизирует траектории движения петли на заготовке так, чтобы разница между изначальной 3D-моделью и реальной скульптурой была минимальной.
При проведении тестов системы инженеры использовали роботизированный манипулятор, на конце которого была закреплена П-образная петля из проволоки толщиной в миллиметр. Размеры петли равны сантиметру по ширине и трем сантиметрам по высоте. Ученые протестировали алгоритм на четырех различных моделях: торсе, глазу, лице и ленте Мебиуса. Инженеры пришли к выводу, что робот в целом неплохо передает изначальную форму и сумел справиться даже с мелкими деталями.
Ранее сообщалось, что группа инженеров под руководством Стелиана Короса создала другого робота — скульптора. Он работает с простым материалом, таким как пенополистирол. Для работы используется нагретая металлическая проволока. С помощью нее роботу удается вырезать плавные изгибы.
