مدل‌های هوش مصنوعی مولد (Generative AI) تأثیری عمیق و ماندگار بر دنیای محتوای دیجیتال گذاشته‌اند؛ از تولید تصاویر و ویدیوهای خلاقانه گرفته تا طراحی‌های گرافیکی پیچیده. با این حال، با وجود این پیشرفت‌ها، هنوز شاهد حضور گسترده‌ی اشیای فیزیکی شخصی‌سازی‌شده‌ توسط هوش مصنوعی در خانه‌ها، دفاتر کار و فروشگاه‌ها نیستیم. پژوهشگران MIT معتقدند دلیل اصلی این موضوع، چالش‌های مربوط به استحکام مکانیکی و کارایی مدل‌های سه‌بعدی تولیدشده توسط AI است.

اگرچه هوش مصنوعی می‌تواند به‌راحتی مدل‌های سه‌بعدی خلاقانه تولید کند، اما اغلب این مدل‌ها به خواص فیزیکی و مکانیکی توجهی ندارند. در نتیجه، بسیاری از این اشیا پس از ساخت واقعی با پرینتر سه‌بعدی، شکننده یا غیرقابل‌استفاده می‌شوند. «فرز فاروچی»، دانشجوی دکتری مهندسی برق و علوم کامپیوتر در MIT و پژوهشگر CSAIL، سال‌هاست روی حل این تعارض میان زیبایی ظاهری و عملکرد فیزیکی کار می‌کند.

فاروچی به‌همراه پژوهشگرانی از Google، Stability AI و دانشگاه نورث‌ایسترن، سیستم هوش مصنوعی جدیدی به نام MechStyle توسعه داده‌اند که می‌تواند این شکاف را پر کند. MechStyle ابزاری مبتنی بر هوش مصنوعی مولد است که به کاربران اجازه می‌دهد اشیای سه‌بعدی شخصی‌سازی‌شده‌ای بسازند که هم زیبا هستند و هم از نظر ساختاری مقاوم و قابل‌استفاده در دنیای واقعی.

در این سیستم، کاربر می‌تواند یک مدل سه‌بعدی آماده (مانند گلدان، قلاب یا دستگیره) بارگذاری کند یا از میان مدل‌های پیش‌فرض انتخاب کند. سپس با استفاده از متن یا تصویر، از سیستم بخواهد تغییرات ظاهری خاصی ایجاد کند؛ برای مثال: «یک قلاب دیواری شبیه کاکتوس طراحی کن». مدل هوش مصنوعی، هندسه‌ی سه‌بعدی را مطابق با درخواست کاربر تغییر می‌دهد، در حالی که MechStyle به‌طور هم‌زمان اثر این تغییرات را بر استحکام بخش‌های مختلف شبیه‌سازی می‌کند.

نتیجه، مدلی است که هم از نظر ظاهری شبیه کاکتوس است و هم همچنان می‌تواند وزن کیف، لیوان یا لباس را تحمل کند. این ویژگی به لطف فرآیندی به نام stylization هوشمند ممکن شده است؛ روشی که تغییرات هندسی را بر اساس بازخورد شبیه‌سازی‌های فیزیکی کنترل می‌کند. پژوهشگران CSAIL اشاره می‌کنند که در گذشته، تنها حدود ۲۶ درصد از مدل‌های سه‌بعدی که توسط سیستم‌های هوش مصنوعی تغییر داده می‌شدند، پس از ساخت واقعی همچنان استحکام کافی داشتند. دلیل این موضوع، ناتوانی AI در درک قوانین فیزیک و فشارهای مکانیکی بود. MechStyle این مشکل را با ترکیب هوش مصنوعی مولد و تحلیل المان محدود (Finite Element Analysis – FEA) حل کرده است.

در این روش، مدل سه‌بعدی مانند یک نقشه‌ی حرارتی تحلیل می‌شود تا مشخص شود کدام بخش‌ها تحت فشار، مستعد شکست هستند. اگر تغییرات ظاهری باعث تضعیف یک ناحیه شوند، سیستم یا فرآیند زیباشناسی را متوقف می‌کند یا اصلاحات ظریف‌تری اعمال می‌کند تا از شکست جلوگیری شود. این رویکرد هوشمند باعث شده MechStyle در برخی آزمایش‌ها به نرخ موفقیت ۱۰۰ درصدی در حفظ استحکام سازه‌ای برسد.

کاربردهای این فناوری بسیار گسترده است؛ از طراحی دکوراسیون منحصربه‌فرد خانه و دفتر کار گرفته تا ساخت ابزارهای کمکی پزشکی مانند آتل انگشت یا دسته‌ی قاشق برای افراد دارای مشکلات حرکتی. همچنین MechStyle می‌تواند در نمونه‌سازی سریع محصولات برای فروشگاه‌های اسباب‌بازی، صنایع دستی یا لوازم خانگی نقش مهمی ایفا کند. این سیستم دو حالت مختلف ارائه می‌دهد: یک حالت آزاد (Freestyle) برای ایده‌پردازی سریع و یک حالت دقیق (MechStyle) برای بررسی کامل استحکام. کاربران می‌توانند ابتدا ایده‌های خلاقانه را آزمایش کنند و سپس نسخه‌ی نهایی را از نظر فیزیکی اعتبارسنجی کنند. پژوهشگران MIT در نهایت امیدوارند که در آینده، MechStyle بتواند مدل‌های سه‌بعدی را از صفر تولید کند، بدون نیاز به فایل‌های آماده. چنین قابلیتی می‌تواند هوش مصنوعی را به ابزاری کاملاً در دسترس برای ورود خلاقیت دیجیتال به دنیای فیزیکی تبدیل کند؛ جایی که زیبایی، کارایی و شخصی‌سازی در کنار هم معنا پیدا می‌کنند.

منبع خبر: news.mit