Paleta výrobků, které mohou být produkovány 3D tiskárnami, se nyní rozšířila o složitější zařízení, která poté, co opustí tiskárnu, jsou v podstatě připravena k okamžitému použití. Tuto atraktivní novinku, která doslova rozčeřila informační vlny v oboru, vyvinula skupina z CSAIL Massachusettského technologického ústavu (MIT).
Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL), výzkumný ústav na Massachusetts Institute of Technology (MIT), vznikl sloučením Laboratoře pro výpočetní techniku (LCS) a Laboratoře umělé inteligence (AI Lab) v roce 2003. Tato fúze vytvořila největší laboratoř (s více než 600 pracovníky) v kampusu MIT. Zabývá se celou plejádou atraktivních témat od 3D tiskáren po drony.
Robot na míru Jejich nový systém tiskne různá funkční zařízení a roboty na míru, a to zcela automaticky. Používá recepturu se třemi přísadami, která umožňuje uživatelům vytvářet strukturní geometrii, tisknout vrstvy a sestavovat elektronické součásti, jako jsou například senzory. Zařízení nazvané „LaserFactory“ má dvě části, které fungují ve vzájemném souladu: softwarová sada nástrojů, která umožňuje uživatelům zařízení navrhovat vlastní produkty, a hardwarová platforma, která je vyrábí. Doktorand CSAIL Martin Nisser říká, že tento typ „jednoho kontaktního místa“ může být přínosem pro vývojáře, výrobce, výzkumníky a pedagogy, kteří potřebují rychle získat prototyp různých věcí, jako jsou přenosná zařízení, roboty anebo drony. „Vyrábět lacině, rychle a jednoduše, tedy vhodně i pro laika, zůstává pro nás i nadále velkou výzvou,“ říká Martin Nisser o zařízení LaserFactory, které se v květnu objeví na konferenci ACM o lidských faktorech ve výpočetních systémech. „Využitím široce dostupných výrobních platforem, jako jsou 3D tiskárny a laserové řezačky, je LaserFactory prvním systémem, který integruje tyto funkce a automatizuje celý výrobní postup v jednom systému.“ Pro upřesnění: ACM sdružuje pedagogy, výzkumníky a profesionály v oboru výpočetní techniky, aby inspirovali dialog a řešili výzvy v oboru. Společnost má po celém světě téměř 100 tisíc členů. Nejnázornějším příkladem využití nového zařízení je výroba vlastního dronu. Zájemce si nejprve vybere jednotlivé komponenty z nabídkové knihovny dílů a sestaví si je podle vlastní představy. Díky speciálnímu editoru se vytvoří geometrie dronu. Konstruktér-amatér si pak může prohlédnout náhled svého návrhu, než jej software převede do výrobních pokynů. Tyto příkazy jsou vloženy do jediného výrobního souboru pro LaserFactory a výroba se rozběhne. Výsledný produkt je poté plně funkční. V případě, že se opravdu jedná o dron, může stroj okamžitě vzlétnout a plnit svůj úkol. To je zvláště atraktivní v takových situacích, jako jsou pátrací a záchranné operace. Výzkumný tým doufá, že v budoucnu bude moci využívat složitější elektroniku. „Přemýšlíme o tom, jak by bylo možné tento druh jednotného kontaktního místa pro výrobní zařízení optimálně integrovat do dnešních stávajících výrobních řetězců,“ říká Nisser.
Jak řídit pomocí gest Vědci z laboratoře CSAIL se zabývají nejen výrobou, ale i řízením dronů. Vyvinuli systém, který jej umožňuje ovládat pouhým pohybem ruky. Na videu (www.youtube.com/watch?v=- 3VJpw3ktCGo) je možné vidět, jak pilot má na předloktí upevněnou malou elektronickou řídicí jednotku a s její pomocí manipuluje letounem jednoduchými gesty. Cílem projektu je dosáhnout co nejpřirozenějšího pilotování pomocí lidské intuice. Tato technologie zvaná Conduct-a-bot připomíná náramek, snímá pohyb ruky prostřednictvím elektrických signálů s přesností, která rozezná i zaťatou pěst. Díky tomu je systém schopen pomocí elektrod monitorovat pohyby a skrze algoritmy je převádět na ovládací prvky. Prototyp dovede zpracovat osm předdefinovaných pohybů. Experimenty potvrdily, že dron správně zareagoval na 81 % z celkových 1 535 gest. Velmi podstatné je, že je systém možné kalibrovat na pohyby konkrétního pilota.
Změnit barvu vytištěného produktu? ANO! Vědci z laboratoře MIT CSAIL navíc nyní zveřejnili metodu ColorMod pro opakovanou změnu barev objektů vyrobených v 3D tiskárnách. Pomocí vlastního 3D tisknutelného inkoustu, který mění barvu, je-li vystaven ultrafialovému světlu, se může přebarvit vícebarevný objekt asi za 20 minut. Autoři očekávají, že tento potřebný čas se v budoucnu ještě zkrátí. Zatímco se projekt v současné době zaměřuje na plasty a další běžné 3D tiskové materiály, vědci tvrdí, že nakonec by lidé mohli okamžitě změnit barvu například svých oděvů a dalších předmětů. Předchozí systémy pro změnu barev umožňovaly jejich aplikaci omezenou například při použití jednobarevných a 2D vzorů. Vědecký tým se posunul od jednobarevných systémů a vyvinul jednoduchý pracovní postup hardware/software. Nejprve pomocí rozhraní ColorMod uživatelé nahrají svůj 3D model, vyberou požadované barevné vzory a poté vytisknou svůj plně barevný objekt. Po tisku vícebarevných objektů se použije ultrafialové světlo k aktivaci požadovaných barev a viditelné světlo k deaktivaci ostatních. Tým konkrétně používá ultrafialové světlo ke změně pixelů na objektu z průhledných na barevné a běžný kancelářský projektor k jejich změně z barevných na průhledné. Vlastní inkoust týmu je vyroben ze základního barviva, fotoiniciátoru a barviv přizpůsobitelných světlu. Světlu přizpůsobitelná (fotochromní) barviva zvýrazňují barvu základního barviva a fotoiniciátor umožňuje vytvrzení základního barviva během 3D tisku. Tato práce představuje skutečný průlom ve schopnosti měnit barvu objektů bez jejich opětovného malování. Milovníci módy budou moci rychle, efektivně a hospodárněji sladit své doplňky s oblečením. Také maloobchodní prodejny by mohly přizpůsobovat výrobky v reálném čase přáním zákazníka, pokud si kupující například chce vyzkoušet oděv nebo doplněk v jiné barvě. Toto je první fotochromatický systém s 3D tiskem, který zahrnuje kompletní proces tisku a přebarvení a je pro uživatele relativně snadný. /Karel Sedláček/
