Een team van onderzoekers van de St. Petersburg Electrotechnical University (ETU-LETI) en de Ural Federal University (URFU) heeft onlangs een nieuwe robotopstelling gemaakt voor realistische grijstinten. De hoofdontwikkelaar van het project, Dr. Arthur Karimov, is een professionele kunstenaar die gefascineerd is door de mogelijkheid om met behulp van technologie nieuwe grenzen in de kunst te verkennen.

"Bij het implementeren van projectmatig leren, wij bij ETU-LETI proberen de meest uitdagende en relevante onderzoeksproblemen te kiezen, "Denis Butusov, een van de onderzoekers die het onderzoek heeft uitgevoerd, vertelde TechXplore. "Het ontwikkelen van een robot die artistieke objecten op een mensachtige manier kan maken, is een grote uitdaging voor onderzoekers in robotica en kunstmatige intelligentie. Dit idee kwam van onze studenten, die zich lieten inspireren door het originele en interdisciplinaire karakter van een dergelijk project. Ons doel was niet alleen om hardware en software te maken voor de robotschilder, maar ook om de mogelijke culturele en sociale impact van schilderrobots in te schatten."

Vooruitgang in digitale technologie en robotica hebben fascinerende mogelijkheden geopend voor kunstenaars, de weg vrijmaakt voor nieuwe vormen van kunst. Verschillende studies hebben daarom geprobeerd om technologie en kunst op innovatieve manieren te laten samensmelten, door de ontwikkeling van interactieve en door machines versterkte systemen voor creatieve doeleinden.

Daten, onderzoekers hebben talloze geavanceerde schilderrobots ontwikkeld, waarvan sommige schilderijen kunnen produceren die lijken op die van menselijke kunstenaars. Ondanks deze veelbelovende resultaten, hoogwaardige kleurweergave blijft een belangrijke uitdaging in de ontwikkeling van robotschilders. Om deze uitdaging aan te gaan, de onderzoekers van ETU-LETI en URFU hebben hun schilderrobot uitgerust met een uniek verfmengapparaat dat de toon- en kleurweergave kan verbeteren. In aanvulling, ze ontwikkelden een nieuw algoritme voor schilderkunstige weergave, ontworpen om hun robotschilder verder te helpen.

"Vandaag, terwijl robots en computers alle aspecten van ons leven transformeren, beeldende kunst verandert ook, "Zei Dr. Karimov. "Wij geloven dat machines schilderijen kunnen maken die niet slechter zijn dan mensen, als we ze leren om vullingen en artistieke individualiteit in hun werken te imiteren. In de jaren vijftig, Alan Turing vermoedde dat het mogelijk is om een ​​machine te maken die niet te onderscheiden is van een mens in gesprek. Wij geloven dat het mogelijk is om een ​​schilderrobot te bouwen die in staat is schilderijen te maken die, eenmaal aan het publiek getoond, zal worden verward met de werken van menselijke kunstenaars."

De robotschilder bedacht door Dr. Karimov, Butusov en hun collega's is een 3-DoF CNC-machine uitgerust met een borstel, een verfmengapparaat en een spuitpompblok voor verfsupplement. In hun studie hebben de onderzoekers gebruikten hun robot voor zwart-wit schilderen met zwart-witte acrylverf.

"Het meest interessante en nieuwe onderdeel van onze verfmachine is een blok nauwkeurige verfpompen dat is verbonden met een originele borstel, " legde Butusov uit. "Al deze hardware is geïnstalleerd op een chassis van een coördinatenmachine."

In tegenstelling tot vergelijkbare schilderrobots, die zijn ontworpen om primaire verven op een artistiek palet of direct op het canvas te mengen, deze nieuwe robot mengt verf met behulp van een unieke kleine mixer die is aangesloten op een holle borstel. uiteindelijk, hierdoor kan hij sneller schilderen, het maken van schilderijen van hogere kwaliteit. De onderzoekers ontwikkelden ook een schilderachtig weergave-algoritme dat de kwaliteit van de kunstwerken van de robot verder verbetert.

"Het belangrijkste idee van ons schilderkunstige weergave-algoritme is om helderheidsgradiënten in een afbeelding te vinden en daar loodrecht op toe te passen penseelstreken, "Zei Dr. Karimov. "In academische schilderkunst, dit wordt vaak 'penseelstreken aanbrengen langs een vorm' genoemd."

In hun studie hebben gebruikten de onderzoekers hun nieuw ontwikkelde robot om realistische kunstwerken te maken, die in wezen artistieke reproducties zijn van bronafbeeldingen. Vervolgens voerden ze tests uit om de nauwkeurigheid van de toonweergave in de schilderijen van hun robot te evalueren.

"We hebben bewezen dat onze aanpak voor het on-the-flow mengen van verf vruchtbaar en geavanceerd is, "Zei Dr. Karimov. "Vandaag, onze machine schildert met succes automatisch grijswaardenafbeeldingen met schijnbare esthetiek, zonder enige menselijke hulp."

Bij de eerste testen de verfmachine ontwikkeld door Dr. Karimov, Butusov en hun collega's hebben een volledige reeks grijstinten weergegeven met een gemiddelde kwadratische fout van 5,7 procent in de RGB-kleurruimte. In de toekomst, hun verfmengapparaat en schilderachtig weergavealgoritme zouden kunnen helpen om de toonweergave te verbeteren in schilderijen die door machines zijn gemaakt.

"De belangrijkste praktische bevinding van onze studie is dat vandaag, kant-en-klare mechanica is voldoende om een ​​robot te bouwen die de artistieke turingtest kan uitvoeren, "Zei Butusov. "Echter, het meest arbeidsintensieve en complexe onderdeel van robots is nog steeds hun software. Hier stellen we een nieuw schilderachtig weergave-algoritme voor waarmee we vectorkaarten kunnen construeren uit gerasterde bronafbeeldingen."

In hun recente studie, de onderzoekers waren niet in staat om problemen met visuele feedback te overwinnen. Om deze problemen effectief aan te pakken, ze zouden de software en hardware van hun robot moeten aanpassen. Volgens Butusov, deze taak zal hoogstwaarschijnlijk worden toegewezen aan een toekomstige generatie ETU-LETI-onderzoekers.

"Eerst, we zullen onze robot verbeteren om kleurenschilderen te implementeren, " Dr. Karimov said. "We also plan to design a new version of the machine suitable for commercial purposes."

© 2019 Wetenschap X Netwerk