String Art skapad av en robot

- Sep 13, 2018-

Strängkonst är skapandet av ett visuellt konstverk, och bilderna kommer från en uppsättning strängar som sträcker sig mellan stiften. Nu i TU Wien kan detta arbete delegeras till en robot - ett exempel på en komplex uppgift som digital tillverkning kan lösa.

Grundtanken för strängkonst är enkel: Krokar som är fördelade på en ram kopplas med strängar fram och tillbaka tills de smälter till en märkbar bild. På så sätt kan mycket intressanta geometriska mönster skapas. Egentligen kan verkliga experter även skapa porträtt. Traditionellt gör konstnärer sådana bilder för hand, vilket kräver en mycket komplex och tråkig designprocess som kräver erfarenhet och stabila händer.

På TU Wien har denna typ av skapande av konstnärliga bilder nu automatiserats: Datorn beräknar den optimala trådbanan från vilken bild som helst, och industripototen tar över trådens schemaläggning.

Otaliga möjligheter

"Det är ett mycket intressant problem ur vetenskaplig synvinkel eftersom det är så svårt att lösa", säger Przemyslaw Musialski från Institutet för Diskret Matematik och Geometri i TU Wien. En bild kan inte kopieras exakt så här - trots allt tråd metod kan inte användas för att ställa in en enda pixel, men att rita en kontinuerlig linje. Det är därför nödvändigt att hitta bästa möjliga approximation.

För att skapa bilden används en cirkulär ram med 256 krokar. "Våra beräkningar har visat att ett ökat antal krokar ytterligare förbättrar slutresultatet endast marginellt", säger Przemyslaw Musialski. Tråden kan sträckas från höger eller vänster sida av varje krok till höger eller vänster sida av någon annan krok. På detta sätt, även med endast cirka 30 trådlinjer, finns det fler möjliga varianter än det finns atomer i det observerbara universet - och för att reproducera en igenkännbar bild krävs ett mycket större antal. Därför hittar man en algoritm för att beräkna en tråds väg Att reproducera en given bild så exakt som möjligt är en stor utmaning.

Emellertid var den matematiska lösningen på problemet inte tillräckligt för forskargruppen. Målet var att producera äkta "strängkonst" på ett helt automatiserat sätt. För att skapa cirkulära strängkonstbilder med en diameter på 63 cm, använd industriella robotar med hög precision över en lång rad 256 krokar. Även industriproboten kan inte fullborda den här uppgiften i ett snus: Beroende på bilden tar produktionen 2-5 timmar och kräver mellan 2 och 6 kilometer tråd.

Forskargruppen är en del av Centrum för geometri och datorteknik vid TU Wien och stöddes av Peter Wönkas forskningsgrupp vid King Abdullah University of Science and Technology i Saudiarabien. "Trots att vår robot ger vackra bilder är vårt arbete naturligtvis inte ett konstprojekt, säger Przemyslaw Musialski. "Slutligen ville vi visa hur man löser särskilt svåra tekniska problem. I strängkonstprojektet kommer de metoder vi använder att spela en viktig roll i digital produktion i framtiden."

String art - from the hand of a robot

Ett par:Optomec Releases Hybrid additiv tillverkning System för reaktiva metaller med medicinska Potential Nästa:Ashford ortodonti använder 3D-utskrift för att hjälpa tandläkare gå helt digitalt