不满足于宜家家具？MIT木工AI机器人，低成本打造定制化家具

每一年都有数以千计的木工在切割木板的时候受伤。

用手扶着木板往电锯那送的时候，手指离电锯很近，看着都心悸。

为了把这种危险系数降到最低，MIT的计算机科学与人工智能实验室CSAIL研发了一种自动切割的机器，AutoSaw，帮助没有木工相关经验的普通人轻松切割出各种形状的木材，并在AutoSaw系统的指导下，DIY组装成个性化的家具。

△ AutoSaw，自动切割机器

相关论文已被5月的机器人及自动化国际会议录取。共同作者有Lipton，Rus，和PhD学生Adriana Schulz，MIT教授Wojciech Matusik，PhD学生Andrew Spielberg，和本科生Luis Trueba。

用户可以在这套系统上，选出木匠提前设计好的家具模板，家具可以是椅子、桌子、或者别的。

MIT这个研究团队还提到，这套机器最后可用到甲板或拱门切割类似的巨型木头项目上。

“如果要造一个甲板，就不得不涉及到大块的木头的定尺切割(cut to length)。而大型木材的切割，一般都得在现场完成。”这篇论文的领衔作者Jeffrey Lipton，CSAIL的博士后谈到，“把手放在电锯旁边，都得面临受伤的风险。所以我们希望能做出个自动切割木材的机器人。”

这套木材自动切割系统可以定制出满足各种小空间房型的家具。

比方说，这套系统可以帮用户裁出合适的尺寸，正好能填满L型卧室的，或者为微型厨房量身打造的小饭桌。

“现在机器人已经广泛应用于大型制造业，有AI赋能之后，机器人可以更加高效定制化地生产出个性化的产品，释放生产力。”CSAIL老大兼这篇论文的共同作者Daniela Rus说。“自动切割机器AutoSaw，让定制家具触手可及。”

自动切割是怎么实现的？

对于木工来说，软件协助家具的制作方式并不罕见。

用电脑进行精细操控，这样机器裁切出来的实物，和设计图纸上的尺寸毫厘不差。精细度特别理想。

不过，通常来说，这类高精度的切割工具，体积庞大，不好挪。用户很难接触到这类工具。

所以，尽管意外受伤风险高，很多木工只能继续用木锯这些便宜好用又好带的工具。

AutoSaw内含有专业级别的设计知识，以及配套切割机器人来专门搞定切割工作。

现在用CAD系统On Shape，用户可以定制化符合自己家尺寸的家具，包括家具的坚固程度和美学设计。

一旦设计稿成型，会发送给机器人指定切割哪些部位。

在切割大型木材的同时，研发团队用了人体动作跟踪软件，以及小型的可移动机器人。这样就可以克服大型机械臂的缺点，不需要占用太大的空间，成本也低得多。

具体来讲，研发团队改装了Roomba，给Roomba带个电锯，就可以切割出任意形状的木材。然后用两个Kuja youBots（可以移动的举重器械臂）举起要削的木段，放在工作台上就可以劈断。

△ 劈柴现场展示

“我们还特地给机械臂样加了柔软的材质握住木材，增加灵活性，像真实的人类木工那样。”Lipton说，“这意味着我们可以更加精准地操控这些工具，以取代之前死板僵硬的机械臂。”

在机器完成切割工作后，用户可以根据AutoSaw系统的安装指引，一步一步组装家具。

普及个性化的家具

在测试这套系统的时候，所造的椅子、棚子、甲板效果都不错。甚至在精度上，可以媲美人类木匠。

哥伦比亚大学机械工程及数据科学教授Hod Lipton说，“现在AI在很多领域做得太出色了，比如围棋，作曲。不过要造出一套能在不定型的物理环境下有完美工作表现的AI系统还是比较难的，现在MIT尝试出来了，这是非常了不起的进步。”

目前为止，AutoSaw还停留在研究阶段，只是内部科研用的系统平台。在未来，该研发团队会进一步探究怎么完成比切割更复杂的任务，比如钻孔和黏合。

“我们的目标，是想普及定制化的家具。”Schulz说，“等到这套工具面向市场时，也许用户的家具选择不用再局限于宜家了，他们可以根据自己房子的大小来订制家具。”

△ 领衔作者Adriana Schulz

这个项目由国家科学基金会提供资金支持。

最后，附论文链接， http://t.cn/REiIDax

& 编译来源， http://news.mit.edu/2018/custom-carpentry-help-robots-autosaw-0228