清華大學(xué)研究人員通過人工智能改善3D打印

來源:3D打印商情

導(dǎo)讀：機(jī)器學(xué)習(xí)如何與智能構(gòu)造，材料測(cè)試和其他相關(guān)主題相結(jié)合以開發(fā)一種新的制造方法？
清華大學(xué)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(shí)驗(yàn)在最近發(fā)表的文章《使用人工智能重新感知3D打印》中進(jìn)行了概述。他們?cè)谖闹刑岢隽艘唤M關(guān)于熱塑性塑料熱變形動(dòng)態(tài)控制的實(shí)驗(yàn)，以尋找一種具有PLA動(dòng)力學(xué)行為并利用機(jī)械自動(dòng)化，計(jì)算機(jī)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(shí)，其用途繼續(xù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出圖像、語音和做出選擇的能力。建筑師正在通過AI擴(kuò)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(xiàng)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(duì)打印過程進(jìn)行全面控制。研究人員研究了自動(dòng)系統(tǒng)和圖像處理，以創(chuàng)建一個(gè)計(jì)算打印代碼的模型，而另一個(gè)則預(yù)測(cè)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(dòng)機(jī)械系統(tǒng)的開發(fā)
前向和后向模型的訓(xùn)練
模型和方法評(píng)估

在模型訓(xùn)練中，研究人員包括：
深度學(xué)習(xí)
數(shù)據(jù)增強(qiáng)
前向模型
向后模型

圖像到數(shù)據(jù)

最終目標(biāo)是以動(dòng)態(tài)材料性能為中心，推動(dòng)一種新的制造工藝向前發(fā)展。他們報(bào)告說，他們的新模型“已經(jīng)取得了積極的成果”，形狀打印準(zhǔn)確；但是，對(duì)于它們是否可以預(yù)測(cè)打印所需曲線的G代碼集仍然存在擔(dān)憂。他們的新方法擴(kuò)展了科學(xué)工作流程的應(yīng)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(shí)領(lǐng)域和工作流程以實(shí)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(dāng)應(yīng)用于產(chǎn)生包含多種非相關(guān)材料行為系統(tǒng)的各種材料性能模型時(shí)，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(duì)于建筑師而言，建筑設(shè)計(jì)最終取決于材料的選擇和構(gòu)造。從長(zhǎng)遠(yuǎn)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(fēng)格。我們相信，本文介紹的方法將為預(yù)示這種變化提供積極的啟發(fā)?！毖芯咳藛T總結(jié)說。

卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）的結(jié)構(gòu)

隨著全球研究人員努力尋求進(jìn)一步的圖像識(shí)別功能，并將其用作3D打印的測(cè)量設(shè)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(guān)技術(shù)的發(fā)展。

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