String art on visuaalisen taideteoksen luomismenetelmä, ja kuvat tulevat joukosta merkkijonoja, jotka ulottuvat nastojen väliin. Nyt TU Wienissä tämä työ voidaan siirtää robotiksi - esimerkki monimutkaisesta tehtävästä, jonka digitaalinen valmistus voi ratkaista.
Perusidea string art on yksinkertainen: koukut hajautettu kehys on kytketty strings edestakaisin, kunnes ne sulautuvat havaittavissa oleva kuva. Tällä tavalla voidaan luoda erittäin mielenkiintoisia geometrisia kuvioita - itse asiassa todelliset asiantuntijat voivat jopa luoda muotokuvia. Teokset tekevät tällaisia kuvia käsin, mikä vaatii erittäin monimutkaista ja tylsiä suunnitteluprosessia, joka vaatii kokemusta ja tasaisia käsiä.
TU Wienissä tällainen taiteellisten kuvien luominen on nyt automatisoitu: Tietokone laskee optimaalisen kierteen polun mistä tahansa kuvasta, ja teollisuusrobotti ottaa langan aikataulun.
Lukemattomat mahdollisuudet
"Se on erittäin mielenkiintoinen ongelma tieteellisestä näkökulmasta, koska sitä on niin vaikea ratkaista", sanoo Prenzyslaw Musialski Discrete Mathematics and Geometryn laitokselta TU Wienissä. Tyypillisesti kuvaa ei voida kopioida täsmälleen tällä tavalla - loppujen lopuksi lankamenetelmää ei voida käyttää yksittäisen pikselin määrittämiseen, vaan piirtää jatkuva viiva. Siksi on tarpeen löytää paras mahdollinen approksimaatio.
Kuvan luomiseksi käytetään pyöreä runkoa, jossa on 256 koukkua. "Laskelmamme ovat osoittaneet, että koukkujen määrän lisääminen parantaa entisestään lopputulosta vain vähän", Przemyslaw Musialski sanoo. Lanka voidaan venyttää kunkin koukun oikealta tai vasemmalta puolelta minkä tahansa muun koukun oikeaan tai vasempaan puoleen. Tällä tavalla, vaikka vain noin 30 särmää on olemassa, on olemassa enemmän mahdollisia muunnelmia kuin on havaittavissa olevassa universumissa olevista atomeista - ja tunnistettavan kuvan toistamiseksi tarvitaan paljon suurempi määrä. Siksi löydetään algoritmi laskemalla lanka polulta toistaa haluamaasi kuvaa mahdollisimman tarkasti on suuri haaste.
Matemaattinen ratkaisu ongelmaan ei kuitenkaan riitä tutkimusryhmälle. Tavoitteena oli tuottaa todellista "string art" täysin automatisoituun tapaan. Pyöreiden string-taidekuvioiden luominen halkaisijaltaan 63 cm: n tarkkuudella käyttämään teollisia robotteja pitkin pitkin 256 koukun riviä. Jopa teollisuusrobotti ei pysty suorittamaan tätä tehtävää nopeasti: kuvasta riippuen tuotanto kestää 2-5 tuntia ja vaatii langan 2 - 6 kilometriä.
Tutkimusryhmä on osa TU Wienin geometria- ja laskentamallikoiden keskusta, ja sitä tukivat Peter Wonkan tutkimusryhmä Saudi-Arabiassa toimivan King Abdullah -yliopiston tiede- ja teknologiakeskuksessa. "Vaikka robotti tuottaa kauniita kuvia, työmme ei tietenkään ole taideteos", Przemyslaw Musialski sanoo. "Lopuksi halusimme osoittaa, kuinka ratkaista erityisen vaikeat tekniset ongelmat. Strippityöprojektissa käytettävät menetelmät tulevat olemaan tärkeässä asemassa digitaalisessa tuotannossa tulevaisuudessa."
