2020年8月(yuè)6日,来自(zì)密歇根理工大学的两位研究人(rén)员Joshua Pearce博士(shì)和Aliaksei Petsiuk开发了(le)一种开源的、基于计算机视觉(jiào)的软(ruǎn)件算法,能够(gòu)检测和纠正打(dǎ)印(yìn)故障。只需利用指向打印平台的单个摄(shè)像头(tóu),该(gāi)代(dài)码就能逐层跟踪出现在打印(yìn)部(bù)件外部或内(nèi)部的任何错误。然后,它(tā)能(néng)够生成任何它认为必(bì)要(yào)的打印操作(zuò),以提(tí)高可靠性和成功率。该算法专注于FFF,最终目的是为了(le)节省(shěng)时间和丝材。
它是(shì)如何工作的?

这个方(fāng)法相当巧妙。一个视(shì)觉标记板(bǎn)被放置在(zài)打印床(chuáng)的顶部(bù),在任何挤出发生之前,准(zhǔn)确地指出模型将被打印的位置。这样做的(de)效果是将STL文件的数(shù)字坐标映(yìng)射到(dào)构建室中相应的真实世界坐标。在现实空(kōng)间中生成模型的数(shù)字3D副本(类似于AR),作为以后比较的参(cān)考点。
一旦打印机设置好并准备就绪,代码(mǎ)的比较部分就会启动。模型的每一层,在打印时,都会与数字副本中的一个分析投影平面进行比较。这个投(tóu)影平面(miàn)会根据层高和层数进行移动,跟(gēn)踪喷(pēn)嘴的(de)每一(yī)步位(wèi)置。
使用一套广泛的高数值(zhí)图像处理技术,该(gāi)算(suàn)法能(néng)够根(gēn)据来自相机(jī)的图像和STL文件(jiàn)的已知(zhī)参数分(fèn)割(gē)出有意义的(de)轮(lún)廓和纹理斑块。任何出现在外(wài)壳和填充物(wù)上的伪影都(dōu)会被(bèi)指出,相关的打印(yìn)参数也会被(bèi)自动修正(zhèng)。打印完成后(hòu),用户(hù)会得(dé)到一组在(zài)整个打印过(guò)程中拍摄的分层图像。这样就(jiù)可以(yǐ)为以后的运(yùn)行做进一(yī)步的体积分析。
在(zài)使用PLA丝材的delta RepRap 3D打印机上进行的初步测(cè)试(shì)已经(jīng)获得了一些可喜的结果(guǒ),尽(jìn)管这项工作仍处(chù)于(yú)早期(qī)阶段。该(gāi)算法能够稳定地检测出(chū)因挤(jǐ)出不(bú)足或过度(dù)挤(jǐ)出造成的故障,但(dàn)故障纠正机制仍需完(wán)善。就目前而言,研(yán)究(jiū)人员认为该工作是一(yī)种智能打印外(wài)挂(guà)工具,但预计在(zài)不(bú)久的(de)将来,将扩展到(dào)一个完整的故(gù)障校正(zhèng)算法。
AI在3D打印中的(de)应用
计算机视觉(jiào)只是人工智(zhì)能的(de)一个(gè)子领域,这个(gè)庞大的领域在过去(qù)几年里已经悄悄地(dì)进入了(le)3D打印领域。就在上个月,人工智(zhì)能专家PrintSyst.ai推(tuī)出了专门针对3D打印过程的(de)全新(xīn)专有人工智能引擎--3DP AI-Perfecter。这是一款打印前评估工具,旨(zhǐ)在通过(guò)不断完善的ML算法帮(bāng)助航空航天、国防(fáng)和汽车(chē)专业人士(shì)提(tí)高打印成功率(lǜ)。
此前,在4月份(fèn),软(ruǎn)件(jiàn)工程师(shī)Kenneth Jiang发布(bù)了(le)自己的开源(yuán)打(dǎ)印失败检测工具,巧(qiǎo)妙地命名(míng)为(wéi)Spaghetti Detective。这(zhè)款人工(gōng)智(zhì)能软件利用打印机或家用电脑的网(wǎng)络摄(shè)像(xiàng)头来检测打印作业何时(shí)出了问题,并开始挤出稀薄的(de)空气,产生很多人所说的 “意大(dà)利面条”。侦探会中断这(zhè)个(gè)过(guò)程,并通过(guò)电子邮(yóu)件(jiàn)或短信向(xiàng)用户(hù)发(fā)出警报。