Uusi algoritmi automatisoi tunnetusti monimutkaisen - ja usein turhauttavan - prosessin, jossa selvitetään edistyneiden tikkausmallien vaiheiden järjestys.

Tämän avulla tikit voivat keskittyä muotoiluun ja luovuuteen.

Stanfordin yliopiston tietojenkäsittelytieteen jatko-opiskelija Mackenzie Leake on tikannut 10-vuotiaasta lähtien, mutta hän ei koskaan kuvitellut, että käsityö olisi hänen väitöskirjansa painopiste. Tähän työhön sisältyy uusi prototyyppi-ohjelmisto, joka voi helpottaa kuvion tekemistä tikkausmuodolle, jota kutsutaan perustuspaperin leikkaukseksi, johon kuuluu perustuspaperista tehdyn alustan käyttäminen tikatun mallin asettamiseen ja ompeluun.

Perustuspaperikappaleen peittokuvion kehittäminen - joka näyttää samanlaiselta kuin a maalata numeroittain ääriviivat - on usein ei-intuitiivinen. Kuvioinnista on vain vähän virallisia ohjeita, ja olemassa olevat ohjeet eivät riitä takaamaan onnistunutta tulosta.

"Tikkauksella on tämä rikas perinne, ja ihmiset tekevät näistä hyvin henkilökohtaisista, vaalia perinnöistä, mutta paperikappaleiden tikkaus edellyttää usein, että ihmiset työskentelevät muiden ihmisten suunnittelemien mallien mukaan", kertoo Leake, Maneesh Agrawalan laboratorion jäsen, tietojenkäsittelytieteen professori ja johtaja Stanfordin Brown-instituutin mediainnovaatioista.

"Joten halusimme tuottaa digitaalisen työkalun, jonka avulla ihmiset voivat suunnitella haluamansa kuviot tarvitsematta miettiä kaikkia geometrioita, järjestyksiä ja rajoituksia."

Jokainen tämän peiton lohko suunniteltiin Stanfordin tutkijoiden kehittämän algoritmipohjaisen työkalun avulla. (Luotto: Mackenzie Leake)

Kunnioituksen kunnioittaminen

Kirjoittaessaan paperinpeiton houkuttelevuutta Leake mainitsee modernin esteettisyyden sekä korkean hallinnan ja tarkkuuden. Peiton saumat on ommeltu paperikuvion läpi ja saumauksen edetessä yksittäiset kangaspalat käännetään lopullisen mallin muodostamiseksi. Kaikki tämä "ompele ja käännä" -toiminto tarkoittaa, että kuvio on tuotettava huolellisessa järjestyksessä.

Huonosti toteutetut kuviot voivat johtaa irtonaisiin kappaleisiin, reikiin, väärin asetettuihin saumoihin ja kuvioihin, joita on yksinkertaisesti mahdotonta suorittaa. Kun tikkaimet luovat omat paperinpalasuunnitelmansa, saumojen järjestyksen selvittäminen voi viedä paljon aikaa - ja silti johtaa epätyydyttäviin tuloksiin.

"Suurin haaste, johon vastaamme, on antaa ihmisten keskittyä luova osaa ja lataa henkinen energia selvittääkseen, voivatko he käyttää tätä tekniikkaa vai eivät ”, sanoo lehden johtava kirjoittaja Leake. "Minulle on tärkeää, että olemme todella tietoisia ja kunnioittavia tavasta, jolla ihmiset haluavat luoda, ja ettemme yliarvioi tätä prosessia."

Tämä ei ole Leaken ensimmäinen kokeilu tietokoneohjattuun tikkaukseen. Hän on aiemmin suunnitellut a työkalu improvisatoriseen tikkaukseen, jonka hän esitteli ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutuskonferenssissa CHI toukokuussa.

Tikkaustavat kuviot

Algoritmin kehittäminen tämän uusimman tikkausohjelmiston ytimessä vaati huomattavan teoreettisen perustan. Muutaman olemassa olevan suuntaviivan mukaan tutkijoiden oli ensin saatava muodollisempi käsitys siitä, mikä tekee peitepaperista pala-kelpoisen, ja sitten edustamaan sitä matemaattisesti.

Lopulta he löysivät tarvitsemansa tietystä kaaviorakenteesta, jota kutsutaan hypergraafiksi. Vaikka niin kutsutut "yksinkertaiset" kaaviot voivat yhdistää datapisteet vain viivoittain, hypergraafi voi sijoittaa päällekkäisiä suhteita monien datapisteiden välillä. (Vennin kaavio on eräänlainen hypergraafi.) Tutkijat havaitsivat, että a kuvio tulee paperikappaleeksi, jos se voidaan kuvata hypergraafilla, jonka reunat voidaan poistaa yksi kerrallaan tietyssä järjestyksessä - mikä vastaisi sitä, kuinka saumat ommellaan kuvioon.

Prototyyppiohjelmiston avulla käyttäjät voivat luonnostella suunnitelman ja taustalla oleva hypergraafipohjainen algoritmi määrittää, mitkä paperin perustuskuviot mahdollistavat sen - jos sellaisia ​​on. Monien mallien tuloksena on useita kuviovaihtoehtoja ja käyttäjät voivat säätää luonnostaan, kunnes saavat haluamansa kuvion. Tutkijat toivovat saattavansa ohjelmistonsa version julkisesti saataville tänä kesänä.

"En odottanut kirjoittavani tietojenkäsittelytieteen tikkausta aloittaessani", Leake sanoo. "Mutta löysin tämän todella runsaan tilan, johon sisältyy suunnittelu ja laskenta sekä perinteiset käsityöt, joten siellä on ollut paljon erilaisia ​​kappaleita, jotka olemme voineet vetää ja tutkia."

Tutkijat esittävät heidän paperi tietokonegrafiikkakonferenssissa SIGGRAPH 2021 elokuussa. Muita tekijöitä ovat Kalifornian yliopisto, Berkeley ja Cornell University.

Lähde: Stanfordin yliopisto

Author

Tämä artikkeli on alun perin ilmestynyt Futurity