編者：中噴網(wǎng) 墨宸

 據(jù)麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室（MIT CSAIL）稱，生成式人工智能已經(jīng)重塑了數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)作，但其在物理領(lǐng)域的應(yīng)用卻進(jìn)展緩慢。雖然人工智能可以生成個(gè)性化的3D模型，但這些設(shè)計(jì)在實(shí)際制造中往往會(huì)失敗，因?yàn)樗鼈兒雎粤爽F(xiàn)實(shí)世界的物理規(guī)律。

麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室的研究人員認(rèn)為，核心問(wèn)題在于機(jī)械完整性。人工智能驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)工具通常側(cè)重于美觀，而非物品能否經(jīng)受住日常使用。麻省理工學(xué)院電子工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系博士生、計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室工程師法拉茲·法魯奇（Faraz Faruqi）一直致力于解決這個(gè)問(wèn)題，開(kāi)發(fā)能夠平衡視覺(jué)風(fēng)格、功能性能和觸覺(jué)意圖的系統(tǒng)。

Faruqi與谷歌、Stability AI和東北大學(xué)的研究人員合作，共同開(kāi)發(fā)了MechStyle，這是一個(gè)人工智能系統(tǒng)，能夠生成既具有視覺(jué)表現(xiàn)力又結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的物體。用戶可以上傳或選擇一個(gè)3D模型（例如花瓶或壁鉤），然后通過(guò)文字或圖像提示來(lái)引導(dǎo)其變形。生成模型會(huì)修改幾何形狀，而MechStyle則會(huì)持續(xù)模擬這些變化對(duì)物體物理性能的影響，以保護(hù)脆弱區(qū)域。用戶滿意后，即可通過(guò)3D打印技術(shù)制作該物體。

早期的3D風(fēng)格化方法非常脆弱。CSAIL的研究人員發(fā)現(xiàn)，只有26%的風(fēng)格化模型在結(jié)構(gòu)上仍然可行。“我們希望利用人工智能創(chuàng)建出可以在現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)際制造和使用的模型，”Faruqi說(shuō)。“因此，MechStyle實(shí)際上模擬了基于GenAI的更改將如何影響結(jié)構(gòu)。”

該系統(tǒng)將有限元分析 (FEA) 與自適應(yīng)調(diào)度相結(jié)合，僅當(dāng)幾何形狀變化威脅結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性時(shí)才運(yùn)行物理模擬。這種方法使 MechStyle 在 30 個(gè)受磚塊、石頭和仙人掌等材料啟發(fā)而設(shè)計(jì)的測(cè)試模型中實(shí)現(xiàn)了高達(dá) 100% 的結(jié)構(gòu)可行性。用戶可以在自由模式下快速探索各種想法，然后切換到 MechStyle 模式進(jìn)行耐久性優(yōu)化。

MechStyle目前已經(jīng)能夠生成功能性裝飾品、配件和輔助設(shè)備，但尚無(wú)法修復(fù)從一開(kāi)始就存在結(jié)構(gòu)缺陷的模型。未來(lái)的版本可能會(huì)從零開(kāi)始生成全新的3D模型，從而擴(kuò)大非專業(yè)人士的使用范圍。

這項(xiàng)工作得到了麻省理工學(xué)院-谷歌計(jì)算創(chuàng)新計(jì)劃的支持，并在 11 月的 ACM 計(jì)算制造研討會(huì)上進(jìn)行了展示。

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