Dzianie mebli nową metodą tworzenia własnych wnętrz

Dzianie mebli za pomocą maszyn już niedługo może wpłynąć na stworzenie wielu niepowtarzalnych własnych wystrojów wnętrz.

Yuichi Hirose marzy o dniu, kiedy każdy będzie miał dostęp do maszyny zdolnej do dziania mebli. Maszyna ta nie tylko dziergałaby zewnętrzne tkaniny mebli, ale wykorzystywałaby technikę dziania do tworzenia solidnych, trójwymiarowych krzeseł, stołów i innych przedmiotów. Zmęczony dotychczasowym fotelem? Po prostu spruj go i użyj przędzy do wydziergania sobie pufy.

Technika, która została do tego wykorzystana to solid knitting, czyli solidne dzianie, została po raz pierwszy wymyślona przez Hirose, doktoranta w School of Computer Science na Carnegie Mellon University (CMU). Pomysł zaintrygował go ponad dekadę temu. Teraz, pracując z zespołem badawczym kierowanym przez profesora Jamesa McCanna z Instytutu Robotyki, Hirose zrealizował swoje marzenie.

Podczas budowy maszyny Hirose natknął się na internetowy raport o projekcie oprogramowania autorstwa McCanna, który ułatwiał przeprogramowanie komercyjnych maszyn dziewiarskich. Metoda pozwalała na praktyczne wykorzystanie maszyn do tworzenia spersonalizowanych, trójwymiarowych dzianin. Były to jednak puste kształty, takie jak króliczki do wypchania, a nie solidne konstrukcje do siedzenia. Hirose i McCann rozpoczęli rozmowy na temat możliwej współpracy.

Maszyna Hirose była częściowo gotowa w 2020 roku, ale pandemia opóźniła współpracę. W 2022 roku Hirose dołączył do Textiles Lab jako asystent badawczy, a później rozpoczął studia doktoranckie z robotyki.

Zespół CMU zaprezentował swoje badania nad nową technologią i prototyp maszyny na konferencji SIGGRAPH 2024, corocznej konferencji dotyczącej grafiki komputerowej i technik interaktywnych, gdzie otrzymał wyróżnienie w konkursie Best Paper. SIGGRAPH opublikował na swoim blogu wpis na temat projektu.

Prototyp, o rozmiarach suszarki do ubrań, jest nadal ograniczony w kształtach i rozmiarach, które może produkować. Może tworzyć pryzmaty trójkątne lub prostokątne o różnych długościach. Celem jest stworzenie maszyny, która będzie mogła automatycznie produkować solidne obiekty, ale wymaga to dalszych prac nad ulepszeniem jej działania.

Maszyna mocno rozciąga pętle przędzy, dlatego badacze używają elastycznego sznurka jako przędzy. Mimo to, powstałe solidne dzianiny są „zaskakująco twarde,” biorąc pod uwagę, że są wykonane z elastycznego sznurka, powiedział McCann.

Chociaż maszyna jest obecnie ograniczona w tym, co może produkować, możliwe jest wykorzystanie techniki do ręcznego dziania większych, bardziej skomplikowanych kształtów, takich jak para sandałów.

Hirose planuje skierować przyszłe badania w dwóch kierunkach: budowanie znacznie większej maszyny do produkcji mebli oraz tworzenie mniejszej maszyny do precyzyjnych obiektów.

„Mamy nadzieję, że inni ludzie zaczną budować własne maszyny do solidnego dziania i wymyślą pomysły, których jeszcze nie zbadaliśmy,” powiedział McCann.

Oprócz Hirose i McCanna, w skład zespołu badawczego wchodzili Angelica Bonilla Fominaya, studentka sztuki i informatyki, która obecnie jest inżynierem oprogramowania w Google i użyła tej techniki do tworzenia dzieł sztuki. Mark Gillespie, który niedawno obronił doktorat z informatyki, opracował oprogramowanie do wizualizacji 3D projektu, które okazało się cennym narzędziem w zrozumieniu skomplikowanego procesu projektowania.

Jeśli koncept solidnego pętelkowania, szydełkowania czy dziania brzmi skomplikowanie, można go porównać do druku 3D. Podobnie jak drukarki 3D budują kształty warstwa po warstwie, tworzą kształty przez dodawanie warstwy po warstwie dzianiny. Jednak zamiast być łączonym klejem czy roztopionym plastikiem, każda nowa warstwa jest przyszywana do poprzedniej.

Daną czynność również wykonywać ręcznie, aby lepiej zrozumieć proces. Badacze opublikowali zestaw instrukcji do ręcznego dziania oraz film instruktażowy dla tych, którzy chcieliby dowiedzieć się więcej.

„Trudno jest pojąć ten koncept,” powiedział McCann, lider Textiles Lab w Carnegie Mellon. „Ale to bardzo ciekawa idea, która ma duży potencjał.”

Pomysł zrodził się w 2012 roku, kiedy Hirose pracował nad swoim magisterium z cyfrowej fabrykacji na Uniwersytecie Keio w Japonii. Interesowały go rekonfigurowalne obiekty, częściowo inspirowane projektem Claytronics w Wydziale Informatyki SCS. Projekt ten dążył do stworzenia małych modułowych robotów, które samodzielnie tworzyły różne kształty.

Modułowe roboty były zazwyczaj połączone za pomocą magnesów lub tarcia (podobnie jak klocki LEGO) i łatwo mogły się rozłączyć. Hirose szukał czegoś bardziej trwałego, ale nadal rekonfigurowalnego. Wtedy właśnie narodził się pomysł solidnego dziania.

Ciekawa technika szydełkowania może zrewolucjonizować produkcję mebli i innych przedmiotów. Dzięki Hirose i jego zespołowi, jesteśmy coraz bliżej dnia, w którym każdy będzie mógł w domowym zaciszu wydziergać sobie własne meble.

Szymon Ślubowski