AI縫紉機:內建設計工具和自動化針織機器的新系統,利用範本就能設計自己的針織品

最古老的針織物品可以追溯到中世紀的埃及,是一雙手工製作精緻的襪子。幾個世紀以來占據我們衣櫥的都是手工製衣,但最近高科技針織機的介入改變了我們的製衣方式。

AI縫紉機:內建設計工具和自動化針織機器的新系統,利用範本就能設計自己的針織品

但無論是製作普拉達(Prada)毛衣的機器,還是製作耐吉(Nike)襯衫的機器,都無法做到無縫針織。設計編程機器是一項繁瑣而複雜的工程:一針的錯誤就會毀掉整個衣服。

一個具有設計工具和自動化針織機器的新系統

麻省理工學院電腦科學與人工智慧實驗室(CSAIL)的研究人員在一篇新論文中發明了一種流程簡化的新方式:一個具有設計工具和自動化針織機器的新系統。

在最新的一篇論文中,團隊創建了一個名為「InverseKnit」的系統,該系統可將帶針織圖案的照片轉換為指令去指導機器製作服裝。這可以幫助沒有針織經驗的使用者進行服裝設計,甚至可以提高製造效率並解決浪費問題。

該論文的主要作者——CSAIL的博士生Alexandre Kaspar說:「這種系統對那些希望成為自己產品的設計師的人來說更具操作性,我們希望能讓普通使用者無需程式編輯的專業知識即可操作,並透過利用機器學習演算法進行設計和製造,以達到定製的效果。」

在另一篇論文中,研究人員發明了一個用於定製針織物品的電腦輔助設計工具。該工具允許普通使用者使用範本調整圖案和形狀,例如幫沒有帽簷的小便帽加上三角形圖案或是幫襪子加垂直條紋。有了該工具,使用者就可以為自己量身定製兼具美學的個性化物品。

大家都知道自動化已經重塑了時裝業,並在製造業中產生了潛在的積極影響。

為了使InverseKnit順利啟動和運行,研究團隊首先創建了一個編織指令資料庫,和與之匹配的圖像資料庫,然後在該資料上訓練圖像對應的2D編織指令的深度神經網路。

例如在系統輸入一張手套的照片,然後讓模型產生一組指令,機器會遵循這些指令做輸出設計。

在測試時,InverseKnit在94%的時間內可以準確的執行指令。

「當前最先進的電腦視覺技術仍需要大量的數據,因為它們需要大量的例子來有效地模擬世界,」卡內基梅隆機器人研究所助理教授Jim McCann說,「透過InverseKnit,我們收集了一個巨大的針織樣本資料庫,這是第一次將現代電腦視覺技術用於辨識和解析針織模式中。」

目前電腦視覺技術系統的樣本量還很小,團隊希望擴大樣本池以更大規模地使用InverseKnit。目前系統僅支持使用腈綸紗線,他們希望能測試不同的材料,以使系統變得更加靈活。

一種編織工具

電腦視覺技術系統在該領域已取得了很大的進展——比如卡內基梅隆的3D網格自動編織工藝,但是這些方法都很複雜而且含糊不清。3D形狀固有的扭曲妨礙了系統對物品的定位,這也可能造成設計師的負擔。

為解決這個問題,Kaspar及其同事開發了一種名為「CADKnit」的工具,該工具聯合使用2D圖像、CAD軟體和照片編輯技術,使使用者可以自定義針織設計範本。

它還允許使用者在同一介面中設計圖案和形狀。而使用其他軟體系統同時定製圖案和形狀時,使用者可能會顧此失彼。

「無論是想要模仿朋友帽子的普通使用者,還是可能在製造業中使用此工具而受益的專家,我們的目標都是讓這個訂製過程更人性化,」 Kaspar說。

團隊透過讓普通使用者設計服裝並調整尺寸和形狀來測試CADKnit的可用性。在測試後的調查中,使用者們表示在定製他們的襪子或帽子的過程中操作非常簡單,他們成功地製作了多個針織樣品,並表示花邊圖案設計正確且製作快速逼真。

然而,該系統只是邁向全服裝定製的第一步。作者發現,系統在處理不同部件之間的複雜介面的服裝(如毛衣)設計時表現不佳。毛衣的主幹和袖子可以有很多連接方式,而系統還沒有一種可以還原整個設計空間的方法。

此外,系統目前只適用於一根紗線,但團隊希望透過在每個針腳處引入一疊紗線來改善這一點。為了能夠適用於更複雜的圖案和更大的形狀,研究人員計畫使用只需要包含所需針腳的數據,而不是包含所有針跡的層次數據結構。

McCann表示:「3D針織的影響有可能比3D列印的更大。目前,設計工具的開發決定了這項技術的發展,這也是它對未來非常重要的原因。」

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