Umělá inteligence a 3D tisk: Nejnovější experimenty
Umělá inteligence může asistovat při úkolech v široké škále oblastí, včetně 3D tisku. Pokračujte v čtení, abyste viděli, jak se umělá inteligence a 3D tisk postupně stávají normou!
Nástroje umělé inteligence (AI) stále častěji nacházejí své místo v různých odvětvích, včetně oblasti 3D tisku. Od vytváření 3D modelů po samotný tisk má AI potenciál revolučně změnit způsob, jakým přistupujeme k aditivní výrobě. Může být využita v různých fázích 3D tisku, včetně hledání, tvorby a zlepšování 3D modelů. Mohla by také pomoci s generováním G-kódu, tvorbou makro příkazů pro Klipper a monitorováním tisků.
Přestože jsou možnosti nadějné, je důležité si uvědomit, že nástroje umělé inteligence jsou stále ve svých počátečních fázích vývoje. I když existují skutečné případy použití, dosažení plně funkčních dílů přímo z AI backendu zůstává náročné. Kromě toho je důležité pohlížet na nástroje umělé inteligence ne jako na náhradu lidské práce, ale jako na cenné asistenty, které snižují pracovní zátěž a zlepšují kvalitu lidské práce. S těmito úvahami na paměti se pojďme podívat na různé nedávné aplikace nástrojů umělé inteligence v oblasti 3D tisku.
CHATGPT a 3D tiskárny: nejnovější experimenty
První experiment
V začátcích roku 2023 vzbudil jeden zábavný experiment zvědavost na sociálních médiích. V základě, student požádal ChatGPT, aby napsal jejich domácí úkol, a poté použil 3D tiskárnu k vytištění textu generovaného umělou inteligencí, přenášející ho do fyzického světa v podobě rukopisného textu. V tomto konkrétním případě nebyl ChatGPT použit přímo v procesu 3D tisku samotném, ale jak můžete vidět, byl skutečně hlavní postavou v příběhu.
Pokud nebylo úkolem odevzdat odpovědi generované pomocí ChatGPT, jedná se o čisté podvádění, ale přesto to ukazuje nejen na různorodé využití nástrojů umělé inteligence jako je ChatGPT, ale také na jejich začlenění do pracovních postupů zahrnujících CNC stroje. Tento příklad ilustruje použití nástroje umělé inteligence, který se překrývá s 3D tiskem, ale nástroje umělé inteligence mohou být použity ke zlepšení řemesla aditivní výroby samotné? Podívejme se na to!
CHATGPT a 3D tiskárny: nejnovější experimenty
Finding Models
Některé společnosti využívají umělou inteligenci k tomu, aby vaše hledání 3D modelů bylo rychlejší a přesnější, především tím, že najdou modely, které jsou podobné těm, které jste si oblíbili. Uživatelé mohou hledat modely na základě popisů, klíčových slov nebo dokonce obrázků.
Jednou z firem, která již nabízí toto řešení, je CGTrader. Jejich funkce AI Similar Models využívá “model CLIP”, jejichž funkci vysvětluje společnost jako tu, která pro vás najde 3D modely na základě těch, které jste si oblíbili.
I když nejsou tyto nástroje určeny výhradně pro 3D tisk, ukazují nám náhled toho, co bychom mohli v budoucnosti vidět častěji. Asset Ovi je platforma pro hledání 3D aktiv pro hry, AR, VR a další použití. Na základě neutrálního vyhledávání můžete jednoduše nahrát 3D model pro hledání podobných nebo kliknout na existující model a najít další modely podobné tomuto.
I když slibné, tyto nástroje jsou ve svém raném stádiu vývoje. Asset Ovi je v době psaní této odpovědi ve verzi Beta. Vyzkoušeli jsme si to a zjistili, že hledání nevrátilo obsah, který jsme hledali. Například jsme nahráli model žraloka velrybího a dostali vše kromě dalších výsledků žraloků nebo ryb.
CHATGPT a 3D tiskárny: nejnovější experimenty
Generování modelů
Můžete použít ChatGPT k generování 3D modelů? Odpověď zní, můžete to zkusit. ChatGPT je rozsáhlý jazykový model (LLM), který se používá ke generování textu v přirozeném jazyce, ale má schopnost vytvářet skripty nebo počítačový kód. Pokud uznáme, že soubor STL je posloupnost kódu, který software čte a interpretuje jako 3D model, pak ChatGPT skutečně může generovat soubor STL tím, že uživatel zadá popis objektu, který chce vytvořit.
Andre Sink to vyzkoušel a svůj experiment sdílel na YouTube. I když to je zajímavé, výsledky nejsou přesně to, co bychom očekávali. Tento experiment nám připomíná knihu Adama Savagea Každý nástroj je kladivo. Použít ChatGPT k vytvoření STL je teoreticky možné, ale není to účel, pro který byl nástroj navržen. Abychom byli produktivní, měli bychom používat kladivo jako kladivo a klíč jako klíč, tak co tedy AI nástroje speciálně navržené k generování 3D modelů?
Existují, a jeden příklad je Zoo. Je to bezplatný nástroj trénovaný pro mechanické aplikace. Základně zadáte popis toho, co potřebujete navrhnout, a on vám dodá ke stažení 3D model. A to není jediný nástroj, jak můžete vidět v našem článku o AI nástrojích pro generování 3D modelů.
CHATGPT a 3D tiskárny: nejnovější experimenty
Zlepšování modelů
Dobře, a co vylepšení 3D modelů? Zde vstupují do hry generativní návrhové funkce softwarových balíků. Generativní návrh se zaměřuje na využití algoritmů umělé inteligence ke generování a optimalizaci návrhů. Software jako Fusion a Creo již mají tyto funkce.
V mnoha případech se generativní návrh používá k zlepšení návrhů pro konkrétní materiály a výrobní procesy. Běžné aplikace zahrnují konsolidaci návrhů za účelem snížení celkového počtu součástek, snížení hmotnosti součástí s cílem použít co nejméně materiálu potřebného pro to, aby byla součást co nejefektivnější, a zvýšení výkonu prostřednictvím návrhu silnějších součástí a komponent.
Obecně uživatelé aplikují geometrická, výrobní a výkonnostní omezení na model a software automaticky vytváří více návrhových řešení. To posouvá hranice 3D modelování, umožňuje návrhy nad lidskou představivost a vývoj řešení připravených k výrobě, která by jinak nebyla zvažována.
Pokud jde o Autodesk Fusion, prostor pro generativní návrh je součástí softwaru již delší dobu. Pro generování výsledků však budete potřebovat buď tokeny, nebo rozšíření Fusion Simulation. Pro jednoduchý a ilustrativní případ využití možností generativního návrhu se podívejte na optimalizaci provedenou na shelf brackets.
3D TISK
Následující sekce se budou zabývat funkcemi umělé inteligence k zlepšení samotného procesu 3D tisku.
CHATGPT a 3D tiskárny: nejnovější experimenty
Generování G-kódu
Generování G-kódu je možné pomocí konverzních nástrojů již delší dobu. Takže bychom mohli použít ChatGPT k psaní G-kódu? Co když zkusíme něco jako “vytvořit G-kód pro 3D tisk kostky o rozměrech 20 x 20 x 20 mm s výplní 20 % pro můj tiskárnu Ender 3 s firmwarem Marlin”? Někteří to vyzkoušeli a sdíleli své výsledky – stačí se podívat na experiment od youtubera 3D Musketeers.
Jak vidíte na obrázku výše, ještě jsme několik kroků od úspěchu. ChatGPT nemůže generovat příliš dlouhé výstupy, na rozdíl od G-kódu, který obvykle dostáváme od našich slicerů. Buďte si vědomi toho, že i když můžete z promptu ChatGPT obdržet něco velmi podobného G-kódu, pokus o jeho vytisknutí může být nebezpečný a může způsobit osobní zranění nebo poškození vaší tiskárny.
CHATGPT a 3D tiskárny: nejnovější experimenty
Psaní makro příkazů pro Klipper
Podobně jako výše uvedený případ, automatizace vývoje makro příkazů pro Klipper pomocí umělé inteligence by mohla být možná v blízké budoucnosti. Ve skutečnosti může být poměrně velká část kódu generována umělou inteligencí nebo psána s pomocí umělé inteligence. Když byl GitHub Copilot spuštěn pro jednotlivce v červnu 2022, více než 27 % kódu vývojářů bylo generováno tímto nástrojem. Dnes je tento podíl 46 % ve všech programovacích jazycích – a v Javě to skáče na 61 %.
Klipper makra jsou souborem příkazů a sekvencí, které lze použít k provádění opakujících se úkolů na vašich 3D tiskárnách. Jsou především používány například k přizpůsobení operace nivelačního lůžka, načítání a vykládání filamentu nebo ohřívání a chlazení vaší tiskárny.
Při procházení fór věnovaných 3D tisku můžeme vidět určité kontroverze ohledně tohoto tématu. Psaní Klipper maker je obtížný úkol a vytvoření jednoho s minimálním úsilím je velmi lákavé. Pokročilí tvůrci maker, kteří rozumí rizikům spojeným s tímto procesem, obvykle takové pokusy berou jako urážku, zatímco někteří nováčci jsou připraveni vyzkoušet každý možný nástroj, který poskytuje rychlé výsledky.
Výstupy z ChatGPT budou vypadat velmi podobně jako makra, ale často jsou nesprávné a obsahují chyby, které jsou velmi obtížné odhalit, zejména pro nezkušené uživatele. Pokud chcete začít vyvíjet makra, obecná rada je začít s něčím, co funguje, a postupně se přesunout k experimentálnějším metodám. Vždy ověřujte výsledky získané pomocí nástrojů umělé inteligence a pamatujte si, že zadání nesprávných nebo nevyvážených instrukcí kódu do vaší tiskárny může být potenciálně nebezpečné pro přístroj a také pro vás.
CHATGPT a 3D tiskárny: nejnovější experimenty
Monitorování tisku
3D tiskárny by neměly být ponechány bez dozoru, a to nejen z důvodů bezpečnosti, ale také kvůli možným problémům tisku, jako jsou ucpané trysky nebo odlepování dílů z tiskového podloží. Když se to stane uprostřed velmi dlouhých tisků, je to velké zklamání, zejména vzhledem k promarněnému času a materiálu.
Vývojáři nyní hledají způsoby, jak vytvořit samo-monitorující se 3D tiskárny s pomocí umělé inteligence, a rychle se to začíná implementovat na trhu s 3D tiskem. Oblíbený software pro vzdálené monitorování a ovládání 3D tisku Obico nyní nabízí funkce detekce poruch pomocí umělé inteligence. Výrobci 3D tiskáren se také zapojují do hry.
Bambu Labs, který byl hodně propagován, nabízí funkci detekce špagetových defektů. Jedná se o samo-monitorovací funkci, která detekuje takzvanou chybu špaget. Bambu Labs tvrdí, že jako nástroj hlubokého učení je silně závislý na datech. Proto se uživatelé účastnící se jejich programu pro zlepšení zkušeností podílejí na zlepšování schopnosti detekce. Také uvádějí, že i když se mohou stále vyskytovat falešné poplachy, funkce se od svého spuštění již zlepšila a uživatelé budou mít prospěch z novějších verzí nástroje tím, že budou udržovat firmware své tiskárny aktualizovaný.
Společnost Prusa Research oznámila ve svém podcastu v únoru, že vyvíjí funkci detekce chyb pomocí umělé inteligence, ale je to ve velmi rané fázi. Zajímavé je, že využívají všechny tiskárny ve své tiskárenské farmě ke sběru dat a trénování umělé inteligence. Také tiskárna Creality K1 Max má vestavěnou kameru AI, která dohlíží na tisk a v případě chyby upozorní.
I když jsou tyto funkce aktuálně implementovány tak, aby zastavily nebo pozastavily tiskárny, když jsou detekovány defekty, rozhodně můžeme předvídat další krok. Představte si 3D tiskárnu, která zahrnuje funkce samo-kalibrace s pomocí umělé inteligence, které upravují teplotu, rychlost a další nastavení tak, aby jemně upravily výstup tisku na základě materiálu nebo dokonce geometrie modelu. No, uvidíme, co dalšího nás čeká v oblasti 3D tisku.
