Небольшая программа проектирует мебель, собираемую без инструментов
Дерево считается привлекательным строительным материалом, как с эстетической, так и с экологической точки зрения. Строительство любых деревянных предметов интерьера требует сложных конструкций и способов соединения компонентов вместе. Исследователи создали новое приложение для трехмерного проектирования, чтобы значительно упростить этот процесс, а также предоставить инструкции для фрезерного станка которые повышают эффективность производства спроектированных компонентов. Конструкции не требуют гвоздей или клея, а это означает, что изделия, изготовленные с помощью этой системы, можно легко собрать, разобрать, повторно использовать, отремонтировать или переработать.
Плотницкие работы — такая же древняя практика, как и само человечество. В равной степени искусство и инженерия, он образно и буквально сформировал мир вокруг нас. Тем не менее, несмотря на его повсеместное распространение, столярное ремесло — это сложный и трудоемкий навык, что приводит к относительно высоким ценам на деревянные изделия ручной работы, такие как мебель. По этой причине большая часть деревянной мебели вокруг нас часто, по крайней мере, до некоторой степени, изготавливается с помощью машин. Некоторые машины могут быть в высокой степени автоматизированы и запрограммированы проектами, созданными на компьютерах дизайнерами-людьми. Само по себе это может быть технической и творческой работой, до сих пор недоступной для многих.
Исследователи из Департамента креативной информатики Токийского университета создали приложение для трехмерного проектирования, которое позволяет быстро, легко и эффективно создавать конструкционные деревянные элементы. Они называют это Tsugite (цугите), японское слово для обозначения столярных изделий, и благодаря простому трехмерному интерфейсу пользователи, практически не имеющие опыта работы с деревом или трехмерного дизайна, могут создавать проекты функциональных деревянных конструкций за считанные минуты. Эти конструкции могут затем дать указание фрезерным станкам вырезать структурные компоненты, которые пользователи могут затем соединить вместе без дополнительных инструментов или клея, следуя инструкциям на экране.
Мария Ларссон, ведущий автор работы, говорит:
Tsugite прост в использовании, поскольку он направляет пользователей через процесс шаг за шагом, начиная с галереи существующих дизайнов, которые затем могут быть изменены для различных целей. Но более продвинутые пользователи могут сразу перейти в режим ручного редактирования, чтобы получить больше свободы творчества.
Tsugite дает пользователям подробный обзор деревянных соединений, представленных так называемыми вокселями, по сути, трехмерными пикселями, в данном случае маленькими кубиками. Эти воксели можно перемещать на одном конце соединяемого компонента. Это автоматически настраивает вокселы на конце соответствующего компонента так, чтобы они гарантированно плотно прилегали друг к другу без использования гвоздей или даже клея. Два или более компонентов могут быть объединены, и алгоритм программного обеспечения все соответствующим образом настроит. Различные цвета информируют пользователя о свойствах соединений, например о том, насколько легко они будут соединяться, или о проблемах, таких как потенциальные слабые места.
Что делает Цугите уникальным, так это то, что он учитывает процесс изготовления непосредственно в дизайне. Это означает, что фрезерные станки, имеющие физические ограничения, такие как степени свободы, размер инструмента и т. д., получают только те конструкции, которые они могут создать.
Еще одним преимуществом включения производственных ограничений в процесс проектирования является то, что базовым алгоритмам Tsugite легче ориентироваться во всех различных возможностях, которые они могут предоставить пользователям, поскольку те, которые физически невозможны, просто не предоставляются в качестве вариантов. Исследователи надеются, что благодаря дальнейшим усовершенствованиям и усовершенствованиям Tsugite можно будет расширить для проектирования не только мебели и небольших конструкций, но и целых зданий.