MIT开发AI新工具，替设计师“省材料钱”：支持实时预览、兼容CAD软件丨开源

来源：量子位

子豪 发自 凹非寺

量子位 报道 | 公众号 QbitAI

传统的机器切割经常产生大量的剩余材料，用户为避免浪费，不得不在排列零件时反复尝试。

这一过程不仅费时费力，还很难获得最优结果。

为了减少切割材料的浪费，提高制造准备的效率，麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室（MIT CSAIL）的研究人员开发了一个新工具——Fabricaide。

它可以智能地安排零件位置、分配材料、分析材料使用情况等，并且支持在设计的同时打包预览，实时展现零件放置效果和材料使用情况。

从而缩短了设计创建与制造准备之间的反馈循环，帮助设计师提高效率、节约材料、降低成本。

一起来感受一下～

△Fabricaide界面的组件

现已提供Adobe插件

Fabricaide作为现有设计工具集成的界面，并且可以在2D和3D工作流中使用，与AutoCAD、SolidWorks以及Adobe Illustrator等兼容。

只需用设计工具或手动，将设计导出为2D矢量文件，或者如果工具支持，可以定期或在随时添加、修改设计零件时，自动导出。

例如：为了与Adobe Illustrator兼容，使用Illustrator脚本，定期将当前文档导出为SVG文件；用Python预处理设计文件，并将其发送到打包算法，生成图像。

将Fabricaide与FlatFab（从2D截面创建3D结构的设计工具）集成：

绘制零件和多材料分配

零件可以用Illustrator中的任何绘图工具制作，只需满足闭合路径即可。

在「材料调色板」中，每个色板有唯一的名称和颜色，用来标识特定类型、颜色和厚度的材料。

Fabricaide分析导出文件中零件的属性，与数据库中的材料进行对应，将多材料设计的零件分配给材料表。

自动放置零件，并实时预览

Fabricaide提供了基于临界多边形（NFP）方法的2D零件放置算法，其关键部分由C++实现；使用Python进行预处理和后处理，预处理将SVG元素离散为多边形，并进行膨胀处理，确保多边形完整。

按零件面积递减的顺序，利用NFP方法查找可以放置的位置；再以启发式评分确定最佳位置，实现材料的最大化利用。

该算法能够解决现有漏洞，并以交互速度工作，将多种材料分配给要切割的不同部分，并且用户能够实时预览零件的放置方式。

对于类似的零件，可以进行打包组合：

材料使用情况追踪，利用率分析

在制造准备过程中，Fabricaide跟踪每种材料剩余空间，向用户展示每种材料的利用率以及

单个板材的利用率；并且通过各零件膨胀区域的重叠，提高材料利用率。

用户可以将材料板材拍照上传，添加到数据库：

还可以通过材料数据库查看所有材料的状态，以便及时了解库存状态，考虑可用材料的分配以及剩余材料的利用计划。

帮助用户在设计过程中，更早地主动规划材料分配，实现有制造意识的设计过程。

材料不足时提供解决方案

当同种材料均没有足够的空间时，Fabricaide会发出警告，并给出同颜色和同厚度的替代品建议，使用户可以根据可用材料来调整设计。

Fabricaide与现有的开源工具相比，在质量可比的前提下速度更快。

研究团队对Fabricaide在共享空间中的应用提出了设想：用户可以看到其他人正在使用特定材料，从而可以切换到其他材料，以节省资源。

团队还希望Fabricaide能结合更多、更复杂的材料特性，并且表示，可能进一步探索该技术在3D减法制造中的应用。

该项目得到了美国国家科学基金会的部分支持；其论文将在CHI 2021上发表。

2021年ACM CHI，是关于计算系统中人为因素的虚拟会议，也是人机交互领域的主要国际会议，将于2021年5月8日至13日在日本横滨举行。

项目代码已经开源，想要了解更多信息，可以通过文末连接查看～

链接：

https://hcie.csail.mit.edu/research/fabricaide/fabricaide.html

https://github.com/tichaesque/Fabricaide

https://news.mit.edu/2021/less-wasteful-laser-cutting-fabricaide-0217

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