迪斯尼开发出感知模型能模拟出人对3D打印对象的感知

一台3D打印机打印出来的塑料鸭子与用另一台3D打印机打印的鸭子看起来可能是一样的,但是其感觉上,或者摸上去不一定是一样的。如今,为了能够帮助设计师制造出无论是看起来还是感觉上都相同的复制品,研究人员已经开发出一种方法可以预测对于3D对象的柔软度和刚度的感知。

迪斯尼开发出感知模型能模拟出人对3D打印对象的感知插图

迪斯尼研究中心(Disney Research)副研究员David Levin解释说,这种能力对于制造具有一致舒适度的服装、玩具和其它需要以一种可预测、可互换的方式发挥功能的对象十分重要。为此,研究人员人们针对非线性弹性对象建立了感知模型——这些对象会根据其被压缩的程度改变刚度。据3D资源巴了解,这个模型是基于一系列实验的结果建立的,在这些实验中,人们需要戳几下3D打印的材料,并且比较他们的感觉。

据悉,这个项目的研究人员分别来自肯尼迪研究中心、麻省理工学院、Max Planck信息学研究所、Saarland大学、Comenius大学和哈佛 大学。7月24日,该研究团队将出席在美国加州Anaheim举办的ACM计算机图形与交互技术国际会议(SIGGRAPH),并发布他们的模型。

迪斯尼开发出感知模型能模拟出人对3D打印对象的感知插图2

“对于材料柔软性的感知是一个复杂的现象,并不能简单地通过测量对象在被施加了多少力之后产生了多少形变来确定。”迪斯尼研究中心副总裁Jessica Hodgins说:“人们通常会使用许多线索来判断柔软性,包括质地、大小和位置等,所以将模型建立在人类感知的基础上十分关键。这支研究团队已经能够使用这些输入条件来准确地预测各种材料和几何形状对象的给人的感受。”

虽然3D打印机能产生相同形状的物体,但是,并不是所有的3D打印机使用相同的原材料或工艺,这意味着它们并不会总是生成具有相同感觉的对象,MIT电气工程与计算机科学学院助理教授Wojciech Matusik说。但是通过改变对象的内部结构,研究人员们已经可以定制一个对象对于挤捏和捅戳的反应。感知模型可以指导这一进程,这样可以让用户使用不同的3D打印机和不同材料制造出具有相同感觉的对象,他补充说。

迪斯尼开发出感知模型能模拟出人对3D打印对象的感知插图4

在开发模型时,研究人员对12种样品材料如何受力变形、以及20个人对这些材料的感觉进行了物理测量。参与实验的每个人都被要求一次评价三部分的材料,每次都代表了78此这样的尝试,最终产生了1560种比较结果。

由于形状也会影响对象的感觉,该模型的应用超出了简单形状的范围,包括了更为复杂的几何形状。为了验证其扩展的效果,研究人员在一只塑料鸭子上进行了位移测试,受测人员被要求触摸同一对象,并基于其身上的不同点——头、喙尖、身体和尾巴——来评估它们的感觉。

迪斯尼开发出感知模型能模拟出人对3D打印对象的感知插图6

在测试中,该模型能够准确地预测出参与人员在其感知的基础上选出的最不一样的对象,从而验证了整个模型。

文章来源:互联网采集

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