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人工智能通过3D打印照进现实

2013-07-03 00:06
人在旅途20
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  ——目前,全球正在兴起新一轮数字化、智能化制造浪潮,“3D打印”作为其中的一个标志性概念,在最近几年正获得越来越广泛的关注。作为快速成形技术的一种,3D打印以经过智能化处理后的3D数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印、迭加成形的方式来增量构造物体。3D智能数字化与3D打印就像一对孪生兄弟,相辅相成、密不可分。

  3D智能数字化软件是3D打印的核心,其利用计算机来生成数字化的3D图纸模型。正所谓“巧妇难为无米之炊”,缺少数字化文件支持的3D打印机将会变得毫无用处。3D数字化目前有两大类的方法。第一大类是使用3D设计软件,由设计师从无到有地设计数字化产品。当然,并非人人都有能力自己设计3D形状,因此第二大类的3D数字化就是3D扫描(俗称3D照相),基于计算机视觉、计算机图形学、模式识别与智能系统、光机电一体化控制等技术对现实存在的3D物体进行扫描采集,以获得逼真的数字化重建。

  在获得初步的数字化模型之后,往往还需要进行个性化编辑定制,才会最终输出到3D打印机。这种追求高附加值的个性化定制,之前都是以较大的手工工作量为代价的,尤其是当需要“大批量定制”时。因此,为提高效率,3D智能数字化技术将发挥关键的作用。比如,需要为一万名用户定制个性化的眼镜、服装、帽子、鞋子,如果使用人工逐一为每位用户进行手工测量和手工设计,工作量和成本都将变得不可接受。而应用智能数字化技术,如采用视觉计算方法,利用摄像头自动采集、分析提取每位用户的体貌个性特征,并自动根据视觉美感进行形状设计、颜色肤色搭配等,可极大地缩减定制周期。

  之后的一切都交给3D打印机,其无需机械加工或任何模具,就可加工任意复杂的中空形状,解决了许多过去难以制造的复杂结构的成形问题。目前,3D打印机已经能够使用各式各样的新材料(如液体、粉末、塑料丝、金属、沙子、纸张、甚至巧克力、人体干细胞等),通过喷墨沉积、熔融沉积成形、激光烧结、立体光刻等工艺将三维数字模型变成实物,从玩具、工具,到厨房用品、建筑、时尚衣服应有尽有,甚至还可直接打印具备触感的人造耳朵、人体骨骼、人造假牙、鲜肉,以及枪支、跑车、无人飞机等。以通过“智能云网”模式定制一双鞋子为例,普通用户只需在手机上下载一个App应用,给自己的双脚拍几张照片,并指定喜欢的款式和颜色。然后,位于云端的智能计算服务将根据重建出的3D脚形把鞋子设计出来,并在云制造集群中搜索到邻近的打印地点,以便快速送货上门。

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