Виртуальный инструмент VideoCAD может повысить производительность дизайнеров и помочь в обучении инженеров основам автоматизированного проектирования. 
Инженеры из MIT стремятся упростить освоение САПР с помощью новой модели искусственного интеллекта, которая может использовать программное обеспечение САПР так же, как и человек. Получив двухмерный эскиз объекта, модель может быстро создать трехмерную версию, выполняя команды с клавиатуры и мыши, а также выбирая кнопки и параметры файлов в программе. Источник: iStock
Системы автоматизированного проектирования (САПР) — это основной метод проектирования большинства современных физических изделий. Инженеры используют САПР для преобразования 2D-эскизов в 3D-модели, которые затем можно тестировать и дорабатывать перед отправкой окончательной версии на производственную линию. Однако программное обеспечение, как известно, очень сложно освоить, поскольку в нем тысячи команд. Для того чтобы по-настоящему хорошо освоить эту программу, требуется огромное количество времени и практики.
Инженеры из Массачусетского технологического института стремятся упростить освоение САПР с помощью модели искусственного интеллекта, которая использует программное обеспечение САПР так же, как это делал бы человек. Получив двухмерный эскиз объекта, модель быстро создает трехмерную версию, нажимая кнопки и выбирая параметры файла, аналогично тому, как инженер использует программное обеспечение.
Команда из Массачусетского технологического института создала новый набор данных под названием VideoCAD, содержащий более 41 000 примеров того, как создаются 3D-модели в программах САПР. Благодаря обучению на основе этих видеороликов, демонстрирующих пошаговое создание различных форм и объектов, новая система искусственного интеллекта теперь может работать с программами САПР практически так же, как и человек.
С помощью VideoCAD команда разрабатывает «помощника в САПР» с поддержкой искусственного интеллекта. Они предполагают, что такой инструмент сможет не только создавать 3D-версии проекта, но и работать в паре с пользователем, предлагая дальнейшие шаги или автоматически выполняя последовательности построения, которые в противном случае были бы утомительными и трудоемкими при ручном выполнении.
«Искусственный интеллект может повысить производительность инженеров, а также сделать САПР более доступной для большего числа людей», — говорит Гади Нехме, аспирант кафедры машиностроения Массачусетского технологического института.
«Это важно, потому что снижает порог входа в сферу проектирования, помогая людям без многолетнего опыта работы с САПР создавать 3D-модели проще и раскрывать свой творческий потенциал», — добавляет Фаэз Ахмед, доцент кафедры машиностроения Массачусетского технологического института.
Ахмед и Нехме, а также аспирант Брэндон Ман и научный сотрудник Фердоус Алам представят свою работу на конференции по нейронным информационным системам (NeurIPS) в декабре.
клик за кликом
Новая работа команды развивает последние разработки в области пользовательских интерфейсов (UI) на основе искусственного интеллекта — инструментов, обученных использовать программное обеспечение для выполнения задач, таких как автоматический сбор информации в интернете и ее организация в электронной таблице Excel. Группа Ахмеда задалась вопросом, можно ли разработать такие UI-агенты для использования САПР, которая включает в себя гораздо больше функций и возможностей и предполагает выполнение гораздо более сложных задач, чем может выполнить обычный UI-агент.
В своей новой работе команда поставила перед собой цель разработать управляемого искусственным интеллектом агента пользовательского интерфейса, который возьмет на себя управление программой САПР для создания 3D-версии 2D-эскиза, клик за кликом. Для этого команда сначала обратилась к существующему набору данных объектов, разработанных в САПР людьми. Каждый объект в наборе данных включает в себя последовательность высокоуровневых команд проектирования, таких как «набросок линии», «окружность» и «выдавливание», которые использовались для создания конечного объекта.
Однако команда поняла, что одних лишь этих высокоуровневых команд недостаточно для обучения ИИ-агента реальному использованию программного обеспечения САПР. Реальный агент должен также понимать детали каждого действия. Например: какую область эскиза следует выбрать? Когда следует увеличить масштаб? И какую часть эскиза следует выдавить? Чтобы преодолеть этот разрыв, исследователи разработали систему, преобразующую высокоуровневые команды в взаимодействие с пользовательским интерфейсом.
«Например, предположим, мы нарисовали эскиз, проведя линию от точки 1 до точки 2», — говорит Неме. «Мы преобразовали эти высокоуровневые действия в действия пользовательского интерфейса, то есть мы говорим: перейдите из этого пикселя, щелкните, затем переместитесь во второй пиксель и щелкните, при этом выбрав операцию «линия»».
В итоге команда создала более 41 000 видеороликов с созданными человеком объектами САПР, каждый из которых описывается в режиме реального времени с точки зрения конкретных щелчков, перетаскиваний мыши и других действий с клавиатуры, которые изначально выполнял человек. Затем они загрузили все эти данные в разработанную ими модель для изучения связей между действиями пользовательского интерфейса и созданием объектов САПР.
После обучения на этом наборе данных, который они назвали VideoCAD, новая модель ИИ смогла принимать в качестве входных данных двухмерный эскиз и напрямую управлять программным обеспечением САПР, щелкая, перетаскивая и выбирая инструменты для построения полной трехмерной формы. Объекты варьировались по сложности от простых кронштейнов до более сложных проектов домов. Команда обучает модель на более сложных формах и предполагает, что как модель, так и набор данных в будущем смогут стать помощниками в работе с САПР для дизайнеров в самых разных областях.
«VideoCAD — это важный первый шаг к созданию ИИ-помощников, которые помогут новым пользователям освоиться и автоматизировать повторяющуюся работу по моделированию, которая следует привычным шаблонам», — говорит Мехди Атаи, не участвовавший в исследовании и являющийся старшим научным сотрудником Autodesk Research, компании, разрабатывающей новые инструменты для проектирования. «Это лишь начальный этап, и я был бы рад увидеть преемников, которые будут охватывать несколько САПР-систем, более сложные операции, такие как сборки и ограничения, и более реалистичные, сложные рабочие процессы, имитирующие работу человека».
Источник: news.mit.edu
