Het oudst bekende breiwerk dateert uit het Egypte in de Middeleeuwen, door middel van een paar zorgvuldig handgemaakte sokken. Hoewel handgemaakte kleding al eeuwenlang onze kasten bezet, een recente toestroom van hightech breimachines heeft de manier veranderd waarop we nu onze favoriete stukken maken.

Deze systemen, die alles hebben gemaakt, van Prada-sweaters tot Nike-shirts, zijn nog verre van naadloos. Het programmeren van machines voor borduurmotieven kan een vervelende en gecompliceerde beproeving zijn:wanneer u elke afzonderlijke steek moet specificeren, één fout kan het hele kledingstuk afwerpen.

In een nieuw paar papieren, Onderzoekers van MIT's Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) hebben een nieuwe aanpak bedacht om het proces te stroomlijnen:een nieuw systeem en ontwerptool voor het automatiseren van gebreide kledingstukken.

In één krant, een team creëerde een systeem genaamd "InverseKnit, " dat foto's van gebreide patronen vertaalt in instructies die vervolgens worden gebruikt met machines om kleding te maken. Een benadering als deze zou casual gebruikers in staat kunnen stellen ontwerpen te maken zonder een geheugenbank met codeerkennis, en zelfs kwesties van efficiëntie en verspilling in de productie met elkaar te verzoenen.

"Wat machines en breien betreft, dit type systeem kan de toegankelijkheid veranderen voor mensen die de ontwerpers van hun eigen items willen zijn, "' zegt Alexandre Kaspar, CSAIL Ph.D. student en hoofdauteur van een nieuw artikel over het systeem. "We willen incidentele gebruikers toegang geven tot machines zonder de benodigde programmeerkennis, zodat ze de voordelen van maatwerk kunnen plukken door gebruik te maken van machine learning voor ontwerp en productie."

In een ander blad, onderzoekers kwamen met een computerondersteunde ontwerptool voor het aanpassen van gebreide items. Met de tool kunnen niet-experts sjablonen gebruiken voor het aanpassen van patronen en vormen, zoals het toevoegen van een driehoekig patroon aan een muts, of verticale strepen op een sok. U kunt afbeeldingen maken van gebruikers die items maken die zijn aangepast aan hun eigen lichaam, terwijl het ook personaliseert voor de gewenste esthetiek.

InverseKnit

Automatisering heeft de mode-industrie zoals we die kennen al hervormd, met mogelijke positieve gevolgen van het veranderen van onze productievoetafdruk.

Om InverseKnit aan de gang te krijgen, het team maakte eerst een dataset met brei-instructies, en de bijpassende afbeeldingen van die patronen. Vervolgens trainden ze hun diepe neurale netwerk op die gegevens om de 2D-breiinstructies van afbeeldingen te interpreteren.

Dit kan er ongeveer uitzien alsof je het systeem een ​​foto van een handschoen geeft, en laat het model vervolgens een reeks instructies produceren, waar de machine vervolgens die opdrachten volgt om het ontwerp uit te voeren.

Bij het testen van InverseKnit, het team ontdekte dat het 94% van de tijd nauwkeurige instructies produceerde.

"De huidige state-of-the-art computer vision-technieken zijn dataverslindend, en ze hebben veel voorbeelden nodig om de wereld effectief te modelleren, " zegt Jim McCann, assistent-professor aan het Carnegie Mellon Robotics Institute. "Met InverseKnit, het team verzamelde een enorme dataset van breipatronen die, Voor de eerste keer, maakt het mogelijk om moderne computervisietechnieken te gebruiken om breipatronen te herkennen en te analyseren."

Hoewel het systeem momenteel werkt met een kleine steekproefomvang, het team hoopt de steekproefpool uit te breiden om InverseKnit op grotere schaal toe te passen. Momenteel, het team gebruikte alleen een specifiek type acrylgaren, maar ze hopen verschillende materialen te testen om het systeem flexibeler te maken.

Een hulpmiddel om te breien

Hoewel er veel ontwikkelingen zijn geweest in het veld, zoals de geautomatiseerde breiprocessen van Carnegie Mellon voor 3D-mazen, kunnen deze methoden vaak complex en dubbelzinnig zijn. De vervormingen die inherent zijn aan 3D-vormen belemmeren hoe we de posities van de items begrijpen, en dit kan een last zijn voor de ontwerpers.

Om dit ontwerpprobleem aan te pakken, Kaspar en zijn collega's ontwikkelden een tool genaamd "CADKnit, " die 2D-beelden gebruikt, CAD-software, en fotobewerkingstechnieken om casual gebruikers sjablonen voor gebreide ontwerpen te laten aanpassen.

Met de tool kunnen gebruikers zowel patronen als vormen in dezelfde interface ontwerpen. Met andere softwaresystemen, je zou waarschijnlijk wat werk aan beide kanten verliezen als je beide aanpast.

"Of het nu voor de dagelijkse gebruiker is die de muts van een vriend wil nabootsen, of een deel van het publiek dat baat zou kunnen hebben bij het gebruik van deze tool in een productieomgeving, we streven ernaar het proces toegankelijker te maken voor persoonlijk maatwerk, ', zegt Kaspar.

Het team testte de bruikbaarheid van CADKnit door niet-deskundige gebruikers patronen voor hun kleding te laten maken en de maat en vorm aan te passen. In post-testenquêtes, de gebruikers zeiden dat ze het gemakkelijk vonden om hun sokken of mutsen te manipuleren en aan te passen, met succes meerdere gebreide monsters fabriceren. Ze merkten op dat kantpatronen lastig te ontwerpen waren en baat zouden hebben bij snelle realistische simulatie.

Het systeem is echter slechts een eerste stap op weg naar volledig maatwerk. De auteurs ontdekten dat kledingstukken met gecompliceerde raakvlakken tussen verschillende onderdelen, zoals truien, niet goed werkten met de ontwerptool. De stam van truien en mouwen kan op verschillende manieren worden verbonden, en de software had daarvoor nog geen manier om de hele ontwerpruimte te beschrijven.

Verder, het huidige systeem kan maar één garen gebruiken voor een vorm, maar het team hoopt dit te verbeteren door bij elke steek een stapel garen te introduceren. Om te kunnen werken met complexere patronen en grotere vormen, de onderzoekers zijn van plan hiërarchische datastructuren te gebruiken die niet alle steken bevatten, alleen de noodzakelijke.

"De impact van 3D-breien kan zelfs nog groter zijn dan die van 3D-printen. ontwerptools houden de technologie tegen, daarom is dit onderzoek zo belangrijk voor de toekomst, ', zegt McCann.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), een populaire site met nieuws over MIT-onderzoek, innovatie en onderwijs.