AI帮你编手套织袜子：MIT算法简化针织过程，可自动设计并制造针织品

编辑 | 冯鸥

发布 | ATYUN订阅号

如果你想要一个定制的帽子，但你的针织技术不符合标准，那么让AI去做吧。

现代针织机比想象中要复杂得多，编制袜子，手套，运动服，鞋子，汽车座椅等看似简单，却需要用到专家级的语言，且代价很高，即使是小错误也会毁掉整件针织品。

MIT的研究人员研究了简化针织过程的新方法，可以自动设计和制造针织品。即使从未编织过的用户也能够使用该系统来制作针织帽子和手套，其中一些具有复杂的图案。

团队提出了两个系统，InverseKnit将针织图案的照片翻译成针织指令。第二个是CADKnit，采用二维图像，计算机辅助设计软件和照片设计技术的组合，让用户编织设计模板。

InverseKnit

启动和运行InverseKnit需要编译包含17种不同编织指令的数据集，以及每种模式的匹配图像。

模式说明是从针织品制造商Shima Seiki的KnitPaint软件中提取的，而照片则是通过编织1044个真实世界补丁的子集并使用KnitPaint的模式预览功能渲染补丁来生成的。每个针织图案有效地提供了两个完全相反的图案，将实际编织数据集的样本增加到2088个。

该团队在语料库上训练AI算法，教它解释来自图像的二维编织指令，使得它可以在给定对象的图片的情况下生成机器可读指令。

指令触发的一个附加的针织机的基本操作，如针织（将纱线环拉过所有电流环），褶皱（将新环堆叠在针上），转移（将针的内容移动到另一张布）。

在测试中，InverseKnit在94％的时间内生成准确的指令。当前迭代仅适用于较小的样本（并且仅适用于丙烯酸纱线），并且没有明确地对模式比例进行建模，也没有施加硬约束来防止指令被违反。但他们希望在未来的工作中扩大样本和材料。

CADKnit

创建三维网格的编织软件工具并不像以前那么罕见。尽管如此，它们相对复杂，往往会带来扭曲，阻碍设计过程。

相比之下，CADKnit的设计考虑的是普通用户。它允许用户编写自己的可重用程序，或者可视化地操作相应的形状和模式，并通过视图检查为当前布局自动生成的底层代码。

检查面板允许他们手动编辑输入参数，或者使用鼠标直接扩展床上布局的边界形状。用户可以编写自己的程序，使用现有的程序，或者交互式地绘制模式层，这些模式层可以根据不同的形状和大小导出或重新采样。

CADKnit甚至会发出警告，以防不受欢迎的针织结构进入起草阶段。

CSAIL博士生和第一作者Alexandre Kaspar说道，“就机器和针织而言，这种类型的系统可能会改变可访问性，尤其是对于那些希望成为自己项目设计者的人来说。我们希望让临时用户无需编程专业知识即可访问机器，因此他们可以通过利用机器学习进行设计和制造来获得定制的好处。”

为了验证CDKnit的设计，研究人员招募非专业用户为袜子，帽子，围巾，运动裤和衬衫制作图案，并调整其尺寸和形状。大多数人在会后调查中报告说，他们发现很容易操作和定制服装，或制作针织样品。

不过，研究人员发现，可以通过各种方式连接的服装，如毛衣，与CADKnit不兼容，因为它缺乏描述整个设计空间的方法。此外，他们注意到它只能使用一根纱线作为形状，并且仅限于相对基本的图案，团队打算通过在每个针脚处引入一叠纱线以及仅包含必要针脚的分层数据结构来进行矫正。

McCann补充道，“3D针织的影响目前有可能比3D打印的影响更大，设计工具正在重新掌握这项技术，这就是为什么这项研究对未来如此重要。”