Personalisierter 3D-Druck per KI: MIT stellt MechStyle vor

Der Einsatz von KI im 3D-Druck erstellten Objekten stellt einen völlig neuen Anwendungsbereich dar. Das MIT hat mit MechStyle ein neues System vorgestellt, das in der Lage ist, den 3D-Druck auf eine neue Ebene zu bringen.

MechStyle ist ein KI-basiertes System, das die Personalisierung von 3D-Modellen ermöglicht und dabei deren physische Stabilität für die Fertigung gewährleistet. Entwickelt wurde das Werkzeug von Forschern des MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) in Zusammenarbeit mit Google, Stability AI und der Northeastern University.

Während generative KI im digitalen Bereich zur Erstellung von Bildern und Videos genutzt wird, scheitert die Übertragung auf physische Objekte oft an der mangelnden Berücksichtigung mechanischer Eigenschaften. Viele durch KI veränderte 3D-Modelle waren bisher strukturell nicht stabil und versagten beim Druck oder Gebrauch.

Das neue System adressiert dieses Problem durch die Integration von physikalischen Simulationen in den generativen Prozess. MechStyle nutzt eine sogenannte Finite-Elemente-Analyse, um während der geometrischen Veränderung des Modells Schwachstellen zu identifizieren. Eine solche Analyse zerlegt eine Struktur in kleine Einzelteile, um daraus Rückschlüsse auf das Gesamtverhalten analysieren zu können.

Wenn eine Designänderung die Struktur gefährdet, nimmt das Programm Anpassungen vor oder stoppt die Bearbeitung, um die Funktionsfähigkeit des Objekts zu sichern. Tests ergaben, dass das Verfahren Objekte erzeugen kann, die strukturell vollkommen intakt sind.

Nutzer haben die Möglichkeit, ein 3D-Modell hochzuladen oder aus Vorlagen zu wählen und das Design mittels Text- oder Bildbefehlen anzupassen.

Das System ändert daraufhin die Geometrie und Textur entsprechend den Vorgaben, beispielsweise um einem Objekt das Aussehen eines Kaktus oder eine steinige Oberfläche zu verleihen.

Zu den Anwendungsbereichen gehören Haushaltsgegenstände wie Vasen, Lampenschirme oder Wandhaken sowie Büroaccessoires. Ein wesentlicher Einsatzbereich ist die Erstellung von assistiven Technologien, beispielsweise Fingerschienen oder angepasste Griffe für Menschen mit motorischen Einschränkungen. Auch für das Prototyping im Handwerk oder Einzelhandel lässt sich das Verfahren nutzen, um Entwürfe vor der Fertigung zu testen.

Es stehen zwei Modi zur Verfügung: eine schnelle Visualisierung verschiedener Stile und der eigentliche MechStyle-Modus, der die strukturelle Analyse durchführt und die Haltbarkeit prüft. Das System kann jedoch keine Modelle korrigieren, die bereits vor der Bearbeitung strukturelle Mängel aufweisen; in solchen Fällen erfolgt eine Fehlermeldung.

Zukünftig soll es möglich sein, 3D-Modelle vollständig neu zu generieren, statt nur bestehende Vorlagen zu verändern. Damit könnten auch Nutzer ohne Erfahrung im 3D-Design individuelle und funktionale Objekte erstellen.