MIT разработал X-Hinges для 3D-печати предметов с распознаванием движений человека

Инженеры Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL) разработали программный инструмент X-Hinges для создания интерактивных предметов с помощью 3D-печати. Такие объекты способны распознавать движения человека и реагировать на них. Описание разработки опубликовано на arXiv.

• Ученые нашли новые признаки скрытых камер в гробнице Тутанхамона

Система автоматически размещает внутри изделия два вида материалов. Один образует датчики, рассчитанные на максимально сильный сигнал, а второй используется для проводящих дорожек и не создаёт помех. Ранее оба элемента часто печатали из одного материала, из-за чего их сигналы смешивались и устройства неправильно интерпретировали движения.

Пользователь может собрать конструкцию из разных форм, задать её внешний вид и выбрать характер движения. X-Hinges поддерживает до трёх направлений: сжатие, перемещение вверх и вниз, а также движение в стороны. Датчики размещаются в местах изгиба, например в суставах роботизированной кисти, чтобы одновременно фиксировать движения под разными углами.

С помощью системы исследователи создали перчатку, которая обучает робота захватывать блоки. Она подстраивается под размер руки, регистрирует сгибание пальцев и передаёт данные гуманоидной кисти для воспроизведения движений. Такая технология может применяться дома и на производстве, где роботам требуется быстро осваивать новые действия.

• Почему вес возвращается после похудения: ученые нашли «память» жировой ткани

Другим примером стала небольшая лампа в форме оригами: при сжатии человеком она распознаёт это действие и меняет яркость. X-Hinges также позволяет создавать поверхности, определяющие лежащие на них предметы по тактильным данным, например банан. Кроме того, учёные напечатали контроллер в виде мультяшной акулы, хвост которой двигается вверх и вниз подобно джойстику.

По словам ведущего автора работы, аспиранта Тяньцзиньского университета и приглашённого исследователя CSAIL Сяна Чана, большинство прежних методов поддерживали только одну ось движения из-за помех между сигналами. «Ultimately, you get a design with the intended movement you want. It also records motion data in each of those areas at the same time, making the device responsive to different kinds of interactions», — сказал он. Сейчас разработке требуется калибровка: одинаковые с виду изделия могут давать разные показания из-за небольших различий в расположении электрических элементов, поэтому исследователи применили систему компьютерного зрения для выравнивания данных.

Старший автор исследования, постдокторант MIT и сотрудник CSAIL Джаджи Ли, планирует объединить в одной 3D-печати датчики и механизмы движения. Ранее он создавал напечатанные механизмы с сухожильным приводом, а X-Hinges развивает направление встроенного распознавания движений. В работе также участвовали доцент MIT Стефани Мюллер и выпускник Тяньцзиньского университета Хайян Ян; представить результаты учёные намерены на симпозиуме ACM по программному обеспечению и технологиям пользовательских интерфейсов в начале ноября.

• Короткие физические нагрузки улучшили память и внимание

• ИИ научился находить по речи признаки деменции и ускоренного старения

• Ученые нашли необычный признак болезни Паркинсона в запахе тела