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清華大學研究人員通過人工智能改善3D打印

3D打印動態(tài)
2019
10/14
16:08
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來源:3D打印商情

導讀:機器學習如何與智能構造,材料測試和其他相關主題相結合以開發(fā)一種新的制造方法?
清華大學的研究人員正在研究人工智能及其周圍的一切,從材料到工作流程、性能,以及智能建筑的所有要素,他們的實驗在最近發(fā)表的文章《使用人工智能重新感知3D打印》中進行了概述。他們在文中提出了一組關于熱塑性塑料熱變形動態(tài)控制的實驗,以尋找一種具有PLA動力學行為并利用機械自動化,計算機視覺和人工智能的綜合工作流程的新型3D打印方法。

如今,人工智能(AI)越來越成為現(xiàn)實,其用途繼續(xù)遠遠超出圖像、語音和做出選擇的能力。建筑師正在通過AI擴展建筑方法,在數(shù)字建筑中積極地突破傳統(tǒng)做法,并提供巨大的潛力。在這項研究中,研究人員探索了尋找新的、通用的AI方法的可能性,以及將材料/分布屬性映射到材料行為的可能性。

他們的新系統(tǒng)可以在沒有支撐的情況下以2.5或3D方式打印空間線框。由于存在分子間作用力等因素的影響,無法使用BASIC軟件對打印過程進行全面控制。研究人員研究了自動系統(tǒng)和圖像處理,以創(chuàng)建一個計算打印代碼的模型,而另一個則預測G代碼。

Gcode和打印表單之間的雙向映射
主要工作流程包括:
自動機械系統(tǒng)的開發(fā)
前向和后向模型的訓練
模型和方法評估


在模型訓練中,研究人員包括:
深度學習
數(shù)據(jù)增強
前向模型
向后模型

圖像到數(shù)據(jù)

最終目標是以動態(tài)材料性能為中心,推動一種新的制造工藝向前發(fā)展。他們報告說,他們的新模型“已經(jīng)取得了積極的成果”,形狀打印準確;但是,對于它們是否可以預測打印所需曲線的G代碼集仍然存在擔憂。他們的新方法擴展了科學工作流程的應用范圍,并創(chuàng)建了從制造到最終形式的直接端到端連接。

“……與傳統(tǒng)的開發(fā)材料模型的方法相比,該方法需要不同的知識領域和工作流程以實現(xiàn)不同的材料特性,論文所述的方法和邏輯是通用的,并證明當應用于產生包含多種非相關材料行為系統(tǒng)的各種材料性能模型時,例如彎曲彈性體的活躍過程和熱塑性塑料的熔化過程,這種方法和邏輯是可以推廣的。對于建筑師而言,建筑設計最終取決于材料的選擇和構造。從長遠來看,新的建筑材料和新的建筑方法將給建筑行業(yè)帶來巨大的變化,并帶來新的建筑風格。我們相信,本文介紹的方法將為預示這種變化提供積極的啟發(fā)!毖芯咳藛T總結說。

卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(CNN)的結構

隨著全球研究人員努力尋求進一步的圖像識別功能,并將其用作3D打印的測量設備,甚至分析心臟健康,人工智能也在不斷發(fā)展,并伴隨著3D打印和其他相關技術的發(fā)展。

論文地址:http://papers.cumincad.org/data/ ... sigradi2019_034.pdf



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