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机器人创作的弦乐作品:这项工作可以委托给机器人,这是数字制造可以解决的复杂任务的一个示例
2020年12月18日    阅读量:     新闻来源:中国机器人网 vrovro.com  |  投稿

其中图像从跨在大头针之间的一组字符串中出现。现在,在维也纳工业大学,这项工作可以委托给机器人,这是数字制造可以解决的复杂任务的一个示例。


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字符串艺术的基本思想很简单:分布在框架上的钩子通过字符串来回连接,直到它们融合为可感知的图像为止中国机器人网vrovro.com。这样,可以创建非常有趣的几何图案-实际上,真正的专家甚至可以创建肖像。传统上,艺术家通过高度复杂且乏味的设计过程手动制作此类图像,这需要经验和稳定的手感。


在维也纳工业大学,这种艺术图像的创建现已实现自动化:计算机从任意给定的图像中计算出最佳的螺纹路径,然后由工业机器人接管螺纹的布置工作。


无数种可能性


维也纳工业大学离散数学与几何研究所的Przemyslaw Musialski说:“从科学的角度来看,这是一个非常有趣的问题,因为它很难解决。”


通常,无法以这种方式精确地复制图片-毕竟,thread方法不能用于设置单个像素,而只能用于绘制连续线。因此,有必要找到最佳的近似值。


结果之一:阿尔伯特·爱因斯坦的照片。这是一个挑战:在大量钩子之间跨线程的不同方式的数量是天文数字。


尝试所有可能的变体是完全不可能的。Musialski说:“这项任务属于所谓的NP难题。” “这是计算机无法在合理的时间内准确解决的计算问题。”


为了创建图像,使用了带有256个钩子的圆形框架。Przemyslaw Musialski说:“我们的计算表明,增加任何数量的挂钩只会进一步改善最终结果。” 线可以从每个挂钩的右侧或左侧延伸到任何其他挂钩的右侧或左侧。


这样,即使只有大约30条线程,在可观察的宇宙中也有比原子更多的可能变体,并且为了重现可识别的图像,需要更大的数量。因此,找到一种算法来为线程计算路径以尽可能精确地复制给定图像是一个巨大的挑战。


艾达·洛芙蕾丝(Ada Lovelace)。图片来源:维也纳科技大学

机器人线程美术师

 

但是,对于研究团队而言,解决该问题的数学方法还不够。目的是以完全自动化的方式产生真正的“弦乐艺术”。


为了创建直径为63cm的圆形艺术线条图像,使用了一个高精度的工业机器人将一条长线跨过256个钩子。即使是工业机器人也无法立即完成此任务:根据图像,生产需要2-5个小时,并且需要2到6公里的螺纹。


该研究小组是维也纳工业大学几何与计算设计中心的一部分,得到了沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的彼得·旺卡(Peter Wonka)研究小组的支持。


Przemyslaw Musialski说:“即使我们的机器人产生漂亮的照片,我们的工作当然也不是艺术项目。”


“最终,我们想展示如何解决特别困难的技术问题。在弦艺术项目中,我们使用的方法将在未来的数字制造中发挥重要作用。”


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