Con l'avvicinarsi delle feste, le persone potrebbero pensare a progetti di falegnameria fai-da-te da regalare. Ma spesso c'è una disconnessione tra la progettazione di un oggetto e il modo migliore per realizzarlo.

Ora i ricercatori dell'Università di Washington hanno creato Carpentry Compiler, uno strumento digitale che consente agli utenti di progettare progetti di lavorazione del legno. Una volta elaborato un progetto, lo strumento crea istruzioni di fabbricazione ottimizzate in base ai materiali e alle attrezzature che l'utente ha a disposizione. Il team ha presentato questa ricerca il 19 novembre al SIGGRAPH Asia di Brisbane, Australia.

"Per fare un buon design, devi pensare a come sarà fatto, " ha detto l'autore senior Adriana Schulz, un assistente professore presso la Paul G. Allen School of Computer Science &Engineering. "Quindi abbiamo questo problema molto difficile di ottimizzare le istruzioni di fabbricazione mentre stiamo anche ottimizzando il design. Ma se pensi sia al design che alla fabbricazione come programmi, puoi usare metodi dai linguaggi di programmazione per risolvere problemi in falegnameria, che è davvero fantastico."

Per il compilatore di carpenteria, i ricercatori hanno creato un sistema chiamato Hardware Extensible Languages ​​for Manufacturing, o TIMONE. HELM è composto da due diversi linguaggi di programmazione:un linguaggio di alto livello per la progettazione di un oggetto, e poi un linguaggio di basso livello per le istruzioni di fabbricazione.

"Diciamo che voglio fare un pezzo di legno tagliato con un angolo di 45 gradi, " Schulz ha detto. "Nell'interfaccia utente di progettazione, Creo una scatola e poi disegno una linea dove voglio che sia il taglio e dico al computer "Rimuovi questa parte". Questo è il linguaggio di alto livello. Quindi il linguaggio di basso livello dice "Prendi un due per quattro, prendi il tuo seghetto alternativo, imposta la tua sega circolare per un angolo di 45 gradi, allinea il legname alla tua sega da taglio e taglia.'"

Quando l'utente progetta un oggetto utilizzando il linguaggio di alto livello, che sembra simile al software CAD standard, un compilatore verifica che il design sia possibile in base agli strumenti e ai materiali che l'utente ha specificato di possedere. Una volta che l'utente ha terminato la progettazione, il compilatore fornisce una serie di istruzioni di fabbricazione ottimali basate su costi diversi.

"Se vuoi fare una libreria, ti darà più piani per farcela, " Schulz ha detto. "Si potrebbe usare meno materiale. Un altro potrebbe essere più preciso perché utilizza uno strumento più preciso. E un terzo è più veloce, ma usa più materiale. Tutti questi piani fanno la stessa libreria, ma non sono identici in termini di costo. Questi sono esempi di compromessi che un designer potrebbe esplorare".

Il compilatore deve vagliare un enorme spazio di possibili combinazioni di istruzioni per trovare le migliori. Ma se tratta le istruzioni di fabbricazione come un programma, quindi può utilizzare trucchi di programmazione per semplificare la sua ricerca e selezionare candidati promettenti.

"Un programma potrebbe avere un buon modo per fare il bordo del tavolo; un altro trova un buon modo per fare le gambe, " ha detto il co-autore Zachary Tatlock, professore associato alla Allen School. "E possiamo trovarli e ricombinarli per creare il miglior piano generale".

Attualmente Carpentry Compiler sta ottimizzando i piani di fabbricazione in base ai tempi e alla precisione di fabbricazione. Nel futuro, il team vorrebbe che tenesse conto dell'orientamento della grana e dell'incertezza nell'uso di tipi specifici di strumenti. Da li, il team spera di espandere questa idea a progetti più complessi, come un progetto che richiede la lavorazione del legno e la stampa 3D.

"Il futuro della produzione riguarda la capacità di creare diversi, parti ad alte prestazioni personalizzabili, " Schulz ha detto. "Le rivoluzioni precedenti hanno riguardato principalmente la produttività. Ma ora si tratta di cosa possiamo fare. E chi può farcela".