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AI縫紉機:自帶設計工具和自動化針織機器的新系統?。

大數據文摘出品

編譯:張大筆茹、小七

最古老的針織物品可以追溯到中世紀的埃及,是一雙手工制作精致的襪子。幾個世紀以來占據我們衣櫥的都是手工制衣,但最近高科技針織機的介入改變了我們的制衣方式。

但無論是制作普拉達(Prada)毛衣的機器,還是制作耐克(Nike)襯衫的機器,都無法做到無縫針織。設計編程機器是一項繁瑣而復雜的工程:一針的錯誤就會毀掉整個衣服。

一個帶設計工具和自動化針織機器的新系統

麻省理工學院計算機科學與人工智能實驗室(CSAIL)的研究人員在一篇新論文中發明了一種流程簡化的新方式:一個帶設計工具和自動化針織機器的新系統。

在最新的一篇論文中,團隊創建了一個名為“InverseKnit”的系統,該系統可將帶針織圖案的照片轉換為指令去指導機器制作服裝。這可以幫助沒有針織經驗的用戶進行服裝設計,甚至可以提高制造效率并解決浪費問題。

該論文的主要作者——CSAIL的博士生Alexandre Kaspar說:“這種系統對那些希望成為自己產品的設計師的人來說更具操作性,我們希望能讓普通用戶無需編程專業知識即可操作,并通過利用機器學習算法進行設計和制造,以達到定制的效果。”

在另一篇論文中,研究人員發明了一個用于定制針織物品的計算機輔助設計工具。該工具允許普通用戶使用模板調整圖案和形狀,例如給無檐小便帽加三角形圖案或給襪子加垂直條紋。有了該工具,用戶就可以為自己量身定制兼具美學的個性化物品。

眾所周知,自動化已經重塑了時裝業,并在制造業中產生了潛在的積極影響。

為了使InverseKnit順利啟動和運行,研究團隊首先創建了一個編織指令數據庫,和與之匹配的圖像數據庫,然后在該數據上訓練圖像對應的二維編織指令的深度神經網絡。

例如在系統輸入一張手套的照片,然后讓模型產生一組指令,機器會遵循這些指令做輸出設計。

在測試時,InverseKnit在94%的時間內可以準確的執行指令。

“當前最先進的計算機視覺技術仍需要大量的數據,因為它們需要大量的例子來有效地模擬世界,”卡內基梅隆機器人研究所助理教授Jim McCann說,“通過InverseKnit,我們收集了一個巨大的針織樣本數據庫,這是第一次將現代計算機視覺技術用于識別和解析針織模式中。”

目前計算機視覺技術系統的樣本量還很小,團隊希望擴大樣本池以更大規模地使用InverseKnit。目前系統僅支持使用腈綸紗線,他們希望能測試不同的材料,以使系統變得更加靈活。

一種編織工具

計算機視覺技術系統在該領域已取得了很大的進展——比如卡內基梅隆的三維網格自動編織工藝,但是這些方法都很復雜而且含糊不清。三維形狀固有的扭曲妨礙了系統對物品的定位,這也可能造成設計師的負擔。

為解決這個問題,Kaspar及其同事開發了一種名為“CADKnit”的工具,該工具聯合使用二維圖像、CAD軟件和照片編輯技術,使用戶可以自定義針織設計模板。

它還允許用戶在同一界面中設計圖案和形狀。而使用其他軟件系統同時定制圖案和形狀時,用戶可能會顧此失彼。

“無論是想要模仿朋友帽子的普通用戶,還是可能在制造業中使用此工具而受益的專家,我們的目標都是讓這個定制過程更人性化,” Kaspar說。

團隊通過讓普通用戶設計服裝并調整尺寸和形狀來測試CADKnit的可用性。在測試后的調查中,用戶們表示在定制他們的襪子或帽子的過程中操作非常簡單,他們成功地制作了多個針織樣品,并表示花邊圖案設計正確且制作快速逼真。

然而,該系統只是邁向全服裝定制的第一步。作者發現,系統在處理不同部件之間的復雜界面的服裝(如毛衣)設計時表現不佳。毛衣的主干和袖子可以有很多連接方式,而系統還沒有一種可以還原整個設計空間的方法。

此外,系統目前只適用于一根紗線,但團隊希望通過在每個針腳處引入一疊紗線來改善這一點。為了能夠適用于更復雜的圖案和更大的形狀,研究人員計劃使用只需要包含所需針腳的數據,而不是包含所有針跡的層次數據結構。

McCann表示:“3D針織的影響有可能比3D打印的更大。目前,設計工具的開發決定了這項技術的發展,這也是它對未來非常重要的原因。”

相關報道:

https://www.csail.mit.edu/news/computer-aided-knitting

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