AI缝纫机：自带设计工具和自动化针织机器的新系统

大数据文摘出品

编译：张大笔茹、小七

最古老的针织物品可以追溯到中世纪的埃及，是一双手工制作精致的袜子。几个世纪以来占据我们衣橱的都是手工制衣，但最近高科技针织机的介入改变了我们的制衣方式。

但无论是制作普拉达（Prada）毛衣的机器，还是制作耐克（Nike）衬衫的机器，都无法做到无缝针织。设计编程机器是一项繁琐而复杂的工程：一针的错误就会毁掉整个衣服。

一个带设计工具和自动化针织机器的新系统

麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）的研究人员在一篇新论文中发明了一种流程简化的新方式：一个带设计工具和自动化针织机器的新系统。

在最新的一篇论文中，团队创建了一个名为“InverseKnit”的系统，该系统可将带针织图案的照片转换为指令去指导机器制作服装。这可以帮助没有针织经验的用户进行服装设计，甚至可以提高制造效率并解决浪费问题。

该论文的主要作者——CSAIL的博士生Alexandre Kaspar说：“这种系统对那些希望成为自己产品的设计师的人来说更具操作性，我们希望能让普通用户无需编程专业知识即可操作，并通过利用机器学习算法进行设计和制造，以达到定制的效果。”

在另一篇论文中，研究人员发明了一个用于定制针织物品的计算机辅助设计工具。该工具允许普通用户使用模板调整图案和形状，例如给无檐小便帽加三角形图案或给袜子加垂直条纹。有了该工具，用户就可以为自己量身定制兼具美学的个性化物品。

众所周知，自动化已经重塑了时装业，并在制造业中产生了潜在的积极影响。

为了使InverseKnit顺利启动和运行，研究团队首先创建了一个编织指令数据库，和与之匹配的图像数据库，然后在该数据上训练图像对应的二维编织指令的深度神经网络。

例如在系统输入一张手套的照片，然后让模型产生一组指令，机器会遵循这些指令做输出设计。

在测试时，InverseKnit在94％的时间内可以准确的执行指令。

“当前最先进的计算机视觉技术仍需要大量的数据，因为它们需要大量的例子来有效地模拟世界，”卡内基梅隆机器人研究所助理教授Jim McCann说，“通过InverseKnit，我们收集了一个巨大的针织样本数据库，这是第一次将现代计算机视觉技术用于识别和解析针织模式中。”

目前计算机视觉技术系统的样本量还很小，团队希望扩大样本池以更大规模地使用InverseKnit。目前系统仅支持使用腈纶纱线，他们希望能测试不同的材料，以使系统变得更加灵活。

一种编织工具

计算机视觉技术系统在该领域已取得了很大的进展——比如卡内基梅隆的三维网格自动编织工艺，但是这些方法都很复杂而且含糊不清。三维形状固有的扭曲妨碍了系统对物品的定位，这也可能造成设计师的负担。

为解决这个问题，Kaspar及其同事开发了一种名为“CADKnit”的工具，该工具联合使用二维图像、CAD软件和照片编辑技术，使用户可以自定义针织设计模板。

它还允许用户在同一界面中设计图案和形状。而使用其他软件系统同时定制图案和形状时，用户可能会顾此失彼。

“无论是想要模仿朋友帽子的普通用户，还是可能在制造业中使用此工具而受益的专家，我们的目标都是让这个定制过程更人性化，” Kaspar说。

团队通过让普通用户设计服装并调整尺寸和形状来测试CADKnit的可用性。在测试后的调查中，用户们表示在定制他们的袜子或帽子的过程中操作非常简单，他们成功地制作了多个针织样品，并表示花边图案设计正确且制作快速逼真。

然而，该系统只是迈向全服装定制的第一步。作者发现，系统在处理不同部件之间的复杂界面的服装（如毛衣）设计时表现不佳。毛衣的主干和袖子可以有很多连接方式，而系统还没有一种可以还原整个设计空间的方法。

此外，系统目前只适用于一根纱线，但团队希望通过在每个针脚处引入一叠纱线来改善这一点。为了能够适用于更复杂的图案和更大的形状，研究人员计划使用只需要包含所需针脚的数据，而不是包含所有针迹的层次数据结构。

McCann表示：“3D针织的影响有可能比3D打印的更大。目前，设计工具的开发决定了这项技术的发展，这也是它对未来非常重要的原因。”

相关报道：

https://www.csail.mit.edu/news/computer-aided-knitting

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