นักวิจัยจาก Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) มหาวิทยาลัย MIT ได้สร้างระบบใหม่ที่ทำให้โมเดล 3 มิตินั้นสามารถได้ผลลัพธ์เป็นชิ้นงานที่ภาพและความรู้สึกในการสัมผัสตรงกับความต้องการออกแบบในชื่อ TactStyle
โมเดล 3 มิติกลายเป็นเทคโนโลยีหนึ่งที่มีความสำคัญในหลากหลายอุตสาหกรรม ตั้งแต่ภาพยนต์ ศิลปะ ไปจนถึงการผลิต ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นการสะท้อนภาพการออกแบบชิ้นงานล่วงหน้า และมีการใช้ข้อความหรือ Prompts ภาพในการสร้างมุมมองแต่ละมุมที่แตกต่างออกไป เช่น สี และรูปแบบ ซึ่งการทำแบบนี้ยังมีข้อจำกัดเรื่องของความสมจริงที่เกิดขึ้นในโลกกายภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเด็นของมนุษย์ นั่นคือ ‘ความรู้สึกที่เกิดขึ้นจากการสัมผัส’
ยกระดับการพิมพ์ 3D Printing ด้วย TactStyle
หนึ่งในสิ่งที่สร้างความแตกต่างให้กับวัสดดุทางกายภาพในระดับพื้นฐาน คือ คุณสมบัติในการสัมผัส เช่น ความขรุขระ ความสาก หรือความรู้สึกที่แยกได้ว่าเป็นไม้ หิน หรือพลาสติก ซึ่งโมเดลที่มีอยู่ในปัจจุบันนั้นต้องการผู้เชี่ยวชาญด้าน CAD ในการออกแบบ ทั้งยังเป็นเรื่องยากที่จะคาดเดาการรับรู้สัมผัสและการตอบสนองที่เกิดขึ้นในโลกกายภาพ
เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าวนักวิจัยได้พัฒนาระบบสำหรับโมเดล 3 มิติที่ใช้ Prompts สำหรับภาพ เพื่อลอกเลียนแบบรูปลักษณ์ที่มองเห็นและคุณสมบัติของการสัมผัสได้อย่างมีประสิทธิภาพในชื่อ ‘TactStyle’
TactStyle ทำงานบนพื้นฐานของภาพที่ได้รับมา โดยจะแยกในส่วนของภาพและสไตล์ที่เป็นเรขาคณิตออกจากกันจากภาพตั้งต้น ทำให้ผู้ออกแบบสามารถสร้างสไตล์ของโมเดล 3 มิติจากภาพได้สมจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้กับ 3D Printing ซึ่งในการใช้งานนั้น ผู้ใช้สามารถโหลดการออกแบบพื้นฐานจากแหล่งต่าง ๆ เช่น Thingiverse และปรับแต่งมันได้ด้วยสไตล์และผิวสัมผัสที่ต้องการ ในงานออกแบบเองนักศึกษาสามารถสำรวจพื้นผิวสัมผัสจากทั่วโลกได้โดยไม่ต้องออกจากห้องเรียน และในการออกแบบผลิตภัณฑ์ การผลิตชิ้นส่วนต้นแบบอย่างรวดเร็ว (Rapid Prototype) จะเป็นการทำงานที่ง่ายและรวดเร็วขึ้นอย่างมาก
TactStyle ลดความยุ่งยากในการออกแบบพื้นผิวสำหรับการทำ 3D Printing
รูปแบบวิธีดั้งเดิมในการลอกเลียนแบบพื้นผิวนั้นจำเป็นต้องใช้เซนเซอร์ Tactile ชนิดพิเศษ เช่น GelSight ซึ่งจะมีการสัมผัสไปยังวัตถุในรูปแบบกาายภาพเพื่อเก็บข้อมูลพื้นผิวระดับ Microgeometry เพื่อวัดระดับความสูง (Heightfield) แต่รูปแบบนี้นั้นจะเป็นที่จะต้องมีวัตถุทางกายภาพหรือมีการบันทึกพื้นผิวเอาไว้ก่อนเพื่อทำซ้ำ ซึ่ง TactStyle นั้นทำให้ผู้ใช้งานสามารถลองเลียนแบบพื้นผิวระดับ Microgeometry ได้โดยใช้ Gen AI (Generative AI) เพื่อสร้างระดับความสูงอัตโนมัติจากภาพของพื้นผิววัสดุที่เห็น
ยกตัวอย่างในการใช้ไฟล์จาก Thingiverse เพื่อทำ 3D Printing จะพบว่าเป็นเรื่องยากมากที่จะนำการออกแบบแต่ละชิ้นที่แตกต่างกันมาปรับใช้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อผู้ใช้ขาดปูมหลังด้านเทคนิค ทำให้การปรับการออกแบบด้วยตัวเองเป็นเรื่องเสี่ยงที่จะทำให้แบบเสียหายไปจนถึงเครื่องพิมพ์เสียหายได้
ในการทดสอบ TactStyle แสดงให้เห็นถึงการยกระดับอย่างมีนัยยะสำคัญจากรูปแบบวิธีดั้งเดิม ทำให้เกิดความสัมพันธ์ระหว่างพื้นผิววัสดุในภาพและระดับความสูงที่แม่นยำยิ่งขึ้น ทำให้เกิดการลอกเลียนคุณสมบัติผิวสัมผัสจากภาพได้โดยตรง ซึ่งในการทดสอบ Psychophysical แสดงให้เห็นว่าผู้ถูกทดสอบนั้นมีนการรับรู้ถึงพื้นผิวที่ถูกสร้างขึ้นมาว่ามีคุณสมบัติคล้ายคลึงกับข้อมูลภาพที่ถูกใส่ลงไปและวัตถุดิบต้นแบบ
นอกจากนี้ TactStyle ยังยกระดับรูปแบบที่มีอยู่แล้วที่เรียกว่า Style2Fab เพื่อปรับแต่งสีของโมเดลให้เข้ากันกับสไตล์ของภาพที่ถูกใส่เข้าไป โดยผู้ใช้จะต้องให้ข้อมูลพื้นผิวที่ต้องการ จากนั้นจะเป็นการปรับละเอียด (Fine-tuned) ด้วย Autoencoder เพื่อแปลภาพที่ใส่เข้าไปให้ตอบสนองต่อระดับความสูง และระดับความสูงนี้จะถูกปรับให้เข้ากับเรขาคณิตของโมเดลเพื่อสร้างคุณสมบัติในการสัมผัสขึ้น
ในอนาคตนั้นนักวิจัยเล็งเห็นถึงการใช้ TactStyle ในการสร้างโมเดล 3 มิติที่ล้ำหน้าด้วยการใช้ Generative AI กับผิวสัมผัสแบบฝังตัว ทำให้ต้องเกิดการค้นหาความเกี่ยวเนื่องกันของฟังก์ชันโมเดล 3 มิติที่ถูกผลิตขึ้นมากับการออกแบบ นอกจากนี้ยังมีแผนในการค้นหาในเรื่องของ ‘Visuo-haptic Mismatches’ เพื่อสร้างประสบการณ์อันสุดล้ำด้วยวัสดุที่ท้าทายต่อความคาดหวังแบบเดิม ๆ เช่น สิ่งที่ดูเหมือนจะสร้างมาจากหินอ่อนแต่ให้สัมผัสเหมือนกับไม้เป็นต้น
ที่มา:
MIT
