Des chercheurs de l'Université de Washington ont créé Carpentry Compiler, un outil numérique qui permet aux utilisateurs de concevoir des projets de menuiserie et de créer des instructions de fabrication optimisées en fonction des matériaux et de l'équipement dont l'utilisateur dispose. Crédit :Liang He/Université de Washington
A l'approche des vacances, les gens pourraient penser à des projets de menuiserie à faire soi-même à offrir en cadeau. Mais il y a souvent un décalage entre concevoir un objet et trouver la meilleure façon de le fabriquer.
Maintenant, des chercheurs de l'Université de Washington ont créé Carpentry Compiler, un outil numérique qui permet aux utilisateurs de concevoir des projets de menuiserie. Une fois le projet conçu, l'outil crée des instructions de fabrication optimisées en fonction des matériaux et de l'équipement dont l'utilisateur dispose. L'équipe a présenté cette recherche le 19 novembre au SIGGRAPH Asia à Brisbane, Australie.
"Pour faire un bon design, vous devez penser à la façon dont il sera fait, " a déclaré l'auteur principal Adriana Schulz, professeur adjoint à la Paul G. Allen School of Computer Science &Engineering. "Ensuite, nous avons ce problème très difficile d'optimiser les instructions de fabrication tout en optimisant également la conception. Mais si vous considérez à la fois la conception et la fabrication comme des programmes, vous pouvez utiliser des méthodes de langages de programmation pour résoudre des problèmes de menuiserie, ce qui est vraiment cool."
Pour le compilateur de menuiserie, les chercheurs ont créé un système appelé Hardware Extensible Languages for Manufacturing, ou HELM. HELM est composé de deux langages de programmation différents :un langage de haut niveau pour la conception d'un objet, puis un langage de bas niveau pour les instructions de fabrication.
"Dites que je veux faire un morceau de bois qui est coupé à un angle de 45 degrés, " a déclaré Schulz. " Dans l'interface utilisateur de conception, Je crée une boîte, puis je trace une ligne à l'endroit où je veux que la coupe soit et je dis à l'ordinateur « Retirez cette partie ». C'est le langage de haut niveau. Ensuite, le langage de bas niveau dit "Prenez un deux par quatre, prends ta scie sauteuse, configurez votre scie à découper pour un angle de 45 degrés, alignez le bois sur votre scie à découper et hachez.'"
Lorsque l'utilisateur conçoit un objet en utilisant le langage de haut niveau, qui ressemble à un logiciel de CAO standard, un compilateur vérifie que la conception est possible en fonction des outils et des matériaux que l'utilisateur a spécifiés. Une fois que l'utilisateur a fini de concevoir, le compilateur propose un ensemble d'instructions de fabrication optimales basées sur différents coûts.
"Si vous voulez faire une bibliothèque, il vous donnera plusieurs plans pour le faire, " Schulz a dit. "On pourrait utiliser moins de matériel. Un autre pourrait être plus précis car il utilise un outil plus précis. Et un troisième est plus rapide, mais il utilise plus de matériel. Tous ces plans font la même bibliothèque, mais ils ne sont pas identiques en termes de coût. Ce sont des exemples de compromis qu'un designer pourrait explorer."
Une voiture en bois conçue avec le compilateur de menuiserie de l'Université de Washington. Crédit :Liang He/Université de Washington
Une étagère en bois réalisée avec Carpentry Compiler de l'Université de Washington. Crédit :Liang He/Université de Washington
Le compilateur doit passer au crible un vaste espace de combinaisons possibles d'instructions pour trouver les meilleures. Mais s'il traite les instructions de fabrication comme un programme, il peut alors utiliser des astuces de programmation pour simplifier sa recherche et sélectionner des candidats prometteurs.
« Un programme peut avoir une bonne façon de faire le bord de la table ; un autre trouve une bonne façon de faire les jambes, " a déclaré le co-auteur Zachary Tatlock, professeur agrégé à la Allen School. "Et nous pouvons les trouver et les recombiner pour faire le meilleur plan global."
Actuellement, Carpentry Compiler optimise les plans de fabrication en fonction du temps et de la précision de fabrication. À l'avenir, l'équipe souhaite qu'elle tienne compte de l'orientation des grains et de l'incertitude dans l'utilisation de types d'outils spécifiques. De là, l'équipe espère étendre cette idée à des projets plus complexes, comme un projet qui nécessite le travail du bois et l'impression 3D.
"L'avenir de la fabrication consiste à être capable de créer divers, pièces personnalisables performantes, " a déclaré Schulz. " Les révolutions précédentes ont été principalement axées sur la productivité. Mais maintenant, il s'agit de ce que nous pouvons faire. Et qui peut le faire."
