Conform TechSpot, un inginer de mecatronică a creat o fântână impresionantă din marmură folosind tehnologia de imprimare 3D și generarea procedurală pentru a proiecta trasee complexe.
Ce este asta? Marble Fountain este o piesă de “artă tehnologică” care la prima vedere pare un ghem uriaș de fire încâlcite. Cu toate acestea, odată ce este pornită, bilele de oțel încep să curgă, fiecare parcurgând unul dintre cele opt trasee complicate până la baza sculpturii, de unde sunt aduse din nou în vârf cu ajutorul unui șurub cu bilă. Este fascinant de urmărit.
Cu toții am văzut înainte trasee pentru bile de marmură, dar acestea sunt, de obicei, realizate manual și au doar câteva trasee. Totuși, inginerul de mecatronică Will Morrison a dorit să ducă lucrurile la un alt nivel, așa că a conceput un algoritm care folosește generarea procedurală pentru a desena splinele celor opt trasee. Inițial, a crezut că va fi un proiect simplu de weekend, dar în curând s-a transformat într-o aventură de proiectare de câteva luni.
“Am început acest proiect plănuind doar niște spline improvizate pentru un weekend, dar a scăpat complet de sub control,” a scris Morrison pe blogul său săptămâna trecută.
Turnul răsucit de trasee este un traseu pentru bile complet printat 3D, demn de a fi expus într-o galerie de artă. De fapt, când Morrison a aplicat să-l expună la New Alliance Gallery din Somerville, Massachusetts, curatorul a acceptat cu entuziasm.
Morrison dă parțial vina pe locul său de muncă pentru amploarea proiectului. Recent, el a început să lucreze ca inginer de integrare a sistemelor într-un laborator care avea unele dintre cele mai bune și mai mari imprimante 3D disponibile.
“După ce am început să lucrez la Formlabs în septembrie 2023 și am avut acces la imprimante mult mai bune decât cele cu care eram obișnuit, am dorit să abordez unele proiecte de structuri algoritmice mari,” a spus el.
Obiectivul său a fost să creeze un traseu care să ocupe cât mai mult spațiu disponibil pentru imprimare. A început prin a lăsa un script să plaseze puncte aleatorii într-un volum de imprimare virtual, apoi a conectat acele puncte cu spline pentru a forma căi în OpenSCAD. Fiecare cale a menținut o pantă constantă descendentă astfel încât o bilă de oțel să poată rula de sus până jos fără a se opri. Rezultatele timpurii au funcționat – dar erau prea simple. Așa că a scris un solver pentru a crea multiple căi care să umple fiecare spațiu imprimabil, rămânând funcționale.
Solverul urmează un set strict de reguli. Traseele trebuie să rămână în limite, să mențină un spațiu uniform, să respecte razele minime și maxime de întoarcere și să păstreze o pantă constantă. Fiecare segment de traseu respinge altele pentru a preveni coliziunile, netezește schimbările de pantă pentru a evita săriturile și se ajustează constant pentru a menține bilele în mișcare. Ceea ce rezultă din aceste constrângeri este un fel de haos controlat – o rețea de curbe interconectate care pare mai organică decât artificială.
Păstrarea bilelor în mișcare constantă s-a dovedit a fi mai provocatoare decât generarea traseelor. Secțiunile drepte ar fi permis bilelor să accelereze prea mult, în timp ce întoarcerile lente le-ar fi epuizat energia. Soluția găsită de Morrison a fost contraintuitivă. El a făcut ca traseele să șerpuie constant și să se încline agresiv, menținând viteza bilelor sub control.
Morrison a spus că s-a epuizat după aproximativ 65 de iterații. Cu toate acestea, ar putea să revizuiască și să rafineze algoritmul într-un proiect secundar viitor.
“Acesta a fost cel mai mult efort pe care l-am pus vreodată într-un proiect de hobby,” a spus el. “Modelele finale durează între 5 și 20 de minute pentru a fi exportate. Am ambiții vagi de a face o rescriere majoră în viitor, dar am considerat că este mai bine să împărtășesc codul improvizat decât deloc.”
Cei interesați pot găsi codul său pe GitHub.
Found este o rubrică TechSpot unde împărtășim lucruri ingenioase, amuzante sau interesante de pe internet.
