前沿科技之3D設計駛入“基因進化”

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康奈爾大學的研究人員推出了EndlessForms，一個讓用戶創建虛擬雕塑并以實體形式渲染它們。該網站展示了一項能夠讓設計師用來創造新產品并推動3D打印更廣泛地應用的技術。
3D打印：由EndlessForms網站逐步進化并以3D形式打印的物體示例。
來源：康奈爾大學
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人們可以在先前沒有任何3D設計經驗的情況下使用EndlessForms。用戶開始要從一個隨機產生的圖庫中選取一個物體。該網站會建立一個選中物體變形體的新圖庫，而用戶則需從這些變形體中再選擇一個。通過重復這一過程，逐漸將該圖形優化成用戶所需的形狀。用戶可以將該模型與其他用戶分享，而且如果他們愿意的話，還可以把該物體發送給3D打印服務商并以多種材料渲染輸出，其中包括塑料、銀以及鍍金鋼材。一個5至7厘米的塑料模型通常需要花費不到10美元。
康奈爾大學博士后、該項目領導者杰夫•科隆（Jeff Clune）相信，相比以往通過數字演變和選擇來產生物體和模型的嘗試，該方法是一個關鍵性的進步。那些產生物體的嘗試“看起來就是不自然，”科隆說。“所以我們開始動手并盜取了用了千萬年才發現的生物進化的秘密。”科隆表示，以這種方法創造物體讓他們自然而然地得到了一些有用的特性，比如對稱性，而且當這些物體以3D形式輸出時，它們基本都是結構合理的。
EndlessForms用于產生物體及其變體的規則類似于發育生物學——研究DNA結構是如何打開以創造一個完整的生命體。“胚胎是以梯度化學的形式創造模型的，”科隆說。梯度化學（改變某些分子的濃度）控制了一個有機體胚胎某部分的表達。“可能是一種簡單的線性梯度，像從頭到尾，或者可能是一種循環梯度，就像控制毛蟲身體每段的產生，”科隆說到。例如，將頭到尾、前到后以及循環梯度結合起來，就形成了基本的脊柱剖面圖。
EndlessForms并沒有模擬梯度化學，而是為每個物體存儲了一個“基因”，描述了一組類似這些梯度的簡單數學函數，例如，一個正弦函數代替了一個循環化學梯度。網站通過改變這一數學DNA來生成物體的變形體。通過統計來自所有這些由基因描述的函數的影響，并檢測結果是否以及超過某閾值，EndlessForms會判斷被稱為三維像素（voxel）的3D空間元素是否已被填充到物體中或是仍然留空。
現在，EndlessForms僅能生產一些有限的模型。考慮到計算成本，該系統為每個物體使用了相對較少的三維像素。而且由于每個物體最初都是隨機生成的，需要某特定模型的用戶可能要進行相當多的選擇和進化以產生形狀接近的模型。然而，康奈爾小組與合作者們計劃改進該系統，讓用戶能夠輸入某物品的3D掃描圖并從它開始進化出變形體。
這一技術“令人印象非常深刻，”MIT媒體實驗室Mediated Matter研究小組總監奈麗•奧克斯曼（Neri Oxman）說到。她相信進化方法的用戶友好性將有助于推動3D打印技術更廣泛的應用，類似于易于使用的圖像編輯器為數碼攝影和圖形操作起到的助燃作用。“人們能夠掃描他們自己的牙刷或者其他物品并為他們的家庭成員進化出該物品的多種變形體，”奧克斯曼說到。她指出這最終可能對設計行業產生影響，就像是博客和社交媒體對新聞業已經產生的影響——使這一領域為公眾開放。

wuql02

3D打印！這是啥原理！

復蘇之風

wuql02 發表于 2011-9-1 20:00
  n: C9 Y. \; V$ G3 a3D打印！這是啥原理！

/ l1 O  ]! E6 w+ R就是像刷漆一樣,一層層的刷起來,最后刷成實體
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