首頁 Biz.IT 初創資訊 中大教授研究 LEGO Technic 軟件 從草圖自動計算組裝圖

中大教授研究 LEGO Technic 軟件 從草圖自動計算組裝圖

中大計算機科學與工程學系副教授傅志榮 LEGO Technic
中大計算機科學與工程學系副教授傅志榮 LEGO Technic

LEGO 積木多變,發揮創意砌出無限組合, Technic 系列更具難度。中大計算機科學與工程學系副教授傅志榮開發設計軟件,用戶畫出簡單草圖,自動計算出 LEGO Technic 的組裝模型結構圖。

他指出,坊間已有不少設計傳統 LEGO 積木的軟件,惟欠缺 Technic 系列。由於機械組合零件太多、太複雜,如孔樑( beam )、軸( axle )、連接器( connector )等,又有不同連接方式。「若要組裝平面的 9×9 正方形,可以有超過 300 億組合。立體的組合更是無限可能,部分連接位加入活動關節,情況更複雜。由零開始砌出指定模型,可謂大海撈針。」

在軟件內繪出草圖,自動計算可組裝的LEGO Technic。

不過傅志榮從小迷上 LEGO ,決定挑戰難度,兩年前起與團隊研究 Technic 系列的設計方法。讓用戶繪畫草圖,計算模型結構,展示模型樣貌,並產生組裝說明書,逐步指導裝嵌模型。最後亦可輸出 LEGO 標準檔案 .stl 格式,在其他 LEGO 軟件打開。

傅志榮稱,軟件基本上從零開始逐個組件嘗試,用上模擬退火( Simulated annealing )演算法,只選最可能的組合,提供佈局和連接,同時兼顧整體結構的簡潔、穩定。

傅志榮與研究團隊徐豪(左)和許家榿(右)。

通過這軟件僅在幾秒內設計出 9x9x9 的立方體模型,即使計算上千塊零件的組合,也只用幾分鐘完成。

演算法更追求簡單和穩固設計,這橋僅用 514 塊。

他表示,組裝積木演算法正在申請技術專利,並有待發掘商業用途。例如可以與 3D 打印結合,設計 3D 模型,內裡用 LEGO Technic 作架,只需打印外層,可大幅節省打印時間。下一步亦可加入人工智能技術,進一步改善設計過程,如用更少積木組成更穩固結構。

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