不滿足於宜家傢俱?MIT木工AI機器人,低成本打造定製化傢俱

原作 Adam Conner-Simons & Rachel Gordon

Root 編譯自 MIT News

量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

每一年都有數以千計的木工在切割木板的時候受傷。

用手扶着木板往電鋸那送的時候,手指離電鋸很近,看着都心悸。

為了把這種危險係數降到最低,MIT的計算機科學與人工智能實驗室CSAIL研發了一種自動切割的機器,AutoSaw,幫助沒有木工相關經驗的普通人輕鬆切割出各種形狀的木材,並在AutoSaw系統的指導下,DIY組裝成個性化的傢俱。

不滿足於宜家傢俱?MIT木工AI機器人,低成本打造定製化傢俱

AutoSaw,自動切割機器

相關論文已被5月的機器人及自動化國際會議錄取。共同作者有Lipton,Rus,和PhD學生Adriana Schulz,MIT教授Wojciech Matusik,PhD學生Andrew Spielberg,和本科生Luis Trueba。

用户可以在這套系統上,選出木匠提前設計好的傢俱模板,傢俱可以是椅子、桌子、或者別的。

MIT這個研究團隊還提到,這套機器最後可用到甲板或拱門切割類似的巨型木頭項目上。

“如果要造一個甲板,就不得不涉及到大塊的木頭的定尺切割(cut to length)。而大型木材的切割,一般都得在現場完成。”這篇論文的領銜作者Jeffrey Lipton,CSAIL的博士後談到,“把手放在電鋸旁邊,都得面臨受傷的風險。所以我們希望能做出個自動切割木材的機器人。”

這套木材自動切割系統可以定製出滿足各種小空間房型的傢俱。

比方説,這套系統可以幫用户裁出合適的尺寸,正好能填滿L型卧室的,或者為微型廚房量身打造的小飯桌。

“現在機器人已經廣泛應用於大型製造業,有AI賦能之後,機器人可以更加高效定製化地生產出個性化的產品,釋放生產力。”CSAIL老大兼這篇論文的共同作者Daniela Rus説。“自動切割機器AutoSaw,讓定製傢俱觸手可及。”

自動切割是怎麼實現的?

對於木工來説,軟件協助傢俱的製作方式並不罕見。

用電腦進行精細操控,這樣機器裁切出來的實物,和設計圖紙上的尺寸毫釐不差。精細度特別理想。

不過,通常來説,這類高精度的切割工具,體積龐大,不好挪。用户很難接觸到這類工具。

所以,儘管意外受傷風險高,很多木工只能繼續用木鋸這些便宜好用又好帶的工具。

AutoSaw內含有專業級別的設計知識,以及配套切割機器人來專門搞定切割工作。

現在用CAD系統On Shape,用户可以定製化符合自己家尺寸的傢俱,包括傢俱的堅固程度和美學設計。

一旦設計稿成型,會發送給機器人指定切割哪些部位。

在切割大型木材的同時,研發團隊用了人體動作跟蹤軟件,以及小型的可移動機器人。這樣就可以克服大型機械臂的缺點,不需要佔用太大的空間,成本也低得多。

具體來講,研發團隊改裝了Roomba,給Roomba帶個電鋸,就可以切割出任意形狀的木材。然後用兩個Kuja youBots(可以移動的舉重器械臂)舉起要削的木段,放在工作台上就可以劈斷。

不滿足於宜家傢俱?MIT木工AI機器人,低成本打造定製化傢俱

劈柴現場展示

“我們還特地給機械臂樣加了柔軟的材質握住木材,增加靈活性,像真實的人類木工那樣。”Lipton説,“這意味着我們可以更加精準地操控這些工具,以取代之前死板僵硬的機械臂。”

在機器完成切割工作後,用户可以根據AutoSaw系統的安裝指引,一步一步組裝傢俱。

普及個性化的傢俱

在測試這套系統的時候,所造的椅子、棚子、甲板效果都不錯。甚至在精度上,可以媲美人類木匠。

哥倫比亞大學機械工程及數據科學教授Hod Lipton説,“現在AI在很多領域做得太出色了,比如圍棋,作曲。不過要造出一套能在不定型的物理環境下有完美工作表現的AI系統還是比較難的,現在MIT嘗試出來了,這是非常了不起的進步。”

目前為止,AutoSaw還停留在研究階段,只是內部科研用的系統平台。在未來,該研發團隊會進一步探究怎麼完成比切割更復雜的任務,比如鑽孔和黏合。

“我們的目標,是想普及定製化的傢俱。”Schulz説,“等到這套工具面向市場時,也許用户的傢俱選擇不用再侷限於宜家了,他們可以根據自己房子的大小來訂製傢俱。”

不滿足於宜家傢俱?MIT木工AI機器人,低成本打造定製化傢俱

領銜作者Adriana Schulz

這個項目由國家科學基金會提供資金支持。

最後,附論文鏈接,

http://t.cn/REiIDax

& 編譯來源,

http://news.mit.edu/2018/custom-carpentry-help-robots-autosaw-0228

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— 完 —

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