10. August 2016

Neuer Algorithmus optimiert Stabilität von planaren Draht-Objekten | Erstmalige mathematische Formulierung von IST Austria Informatik Professor Bernd Bickel löst bekanntes Problem in der technischen Modellierung

Algorithmus korrigiert Verbindungspunkte von Objekten aus Drahtbiegemaschine für optimierte Stabilität | Anpassungen von Design und Struktur berechnet | Einsatzbereich im Rapid Prototyping möglich

Bei der jährlichen Top-Konferenz der „Special Interest Group for Computer Graphics” (SIGGRAPH) der „Association for Computing Machinery” (ACM) in Anaheim, USA, präsentierten IST Austria Professor Bernd Bickel und seine Forschungsgruppe einen Algorithmus, der eine Verbesserung der technischen Modellierung von planaren, ineinandergreifenden Drahtstrukturen erlaubt.  Nach dem ersten Schritt des Designs einer ansprechenden Struktur, wie z.B. eines Autos oder einer Ente, werden die Konturen des Objekts mit Hilfe des neuen Algorithmus überarbeitet. Auf diese Weise werden notwendige Anpassungen der Struktur und Verbindungspunkte berechnet, die eine optimale Stabilität der Objekte aus der Drahtbiegemaschine garantieren. Die 2D Strukturen werden anschließend ohne Verwendung von Konnektoren oder Lötstellen zu einem 3D Objekt zusammengesetzt.

„Wir konnten eine mathematische Formulierung für ein spannendes Problem finden und in einem weiteren Schritt dadurch auch lösen. Die Software kann in Zukunft für Designer oder Ingenieure interessant sein“, sagt Bernd Bickel bezüglich des kürzlich entwickelten Algorithmus. Die Software ermöglicht sowohl Anwendungen in der Kunst, als auch in der Herstellung von Prototypen. Die Drahtfiguren stellen durch kurze Produktionszeit und geringen Materialaufwand bei gleichzeitig linearer Skalierbarkeit der physikalischen Objektgröße eine extrem schnelle und effiziente Alternative für die Herstellung von sog. „Low-Fidelity Rapid Prototypen“ dar. Die Software erlaubt die Überprüfung auf Funktion und Stabilität, sodass nur mehr ein optimales Objekt anstatt vieler Testversionen hergestellt werden muss.

Bernd Bickel kam 2015 als Assistant Professor ans IST Austria. Davor schloss er 2006 sein Masterstudium der Informatik an der ETH Zürich ab. Sein PhD Studium absoliverte er bei der Forschungsgruppe von Markus Gross, Professor für Informatik an der ETH Zürich und  Direktor des Disney Research Forschungsinstitutes in Zürich. Von 2010 bis 2012 war Bickel Gastprofessor an der TU Berlin und danach bei Disney Research in Zürich als Forscher und Gruppenleiter tätig, wo er Fragestellungen zu Simulation, Design und Herstellung von Materialien und Objekten untersuchte. 2015 erhielt er den Microsoft Visual Computing Award. Der Fokus seiner Forschung richtet sich auf Computergrafik und der Überschneidung mit Animation, Biomechanik, Materialwissenschaft und digitale Fabrikation. Der Computerwissenschaftler Bernd Bickel interessiert sich für Computergrafik und ihre Überschneidungen mit Animation, Biomechanik, Materialwissenschaft und digitaler Fabrikation. Sein zentrales Ziel ist es, die Grenzen der effizienten Erstellung, Simulation und Reproduktion digitaler Inhalte mit moderner 3D-Drucktechnik auszuloten. Gemeinsam mit anderen Professoren des IST Austria startete er die „Visual Computing @ IST Austria” Plattform, um den starken Fokus im Forschungsbereich des „Visual Computing” am IST Austria und den unterschiedlichen Fragestellungen der verwandten Fachbereiche sichtbar zu machen. Die Plattform dient als zentrale Quelle, um die Entwicklungen am Institut in diesem Bereich nachzuverfolgen und bietet einfachen Zugang zu neuesten Publikationen, Beschreibungen aktueller Projekte sowie Videos. Bei Interesse kann diese Seite besucht werden: http://visualcomputing.ist.ac.at

Referenz:
Computational Design of Stable Planar-Rod Structures, Miguel, Lepoutre, Bickel. ACM Transactions on Graphics 35(4) (SIGGRAPH 2016)

Link zu Video: http://visualcomputing.ist.ac.at/publications/2016/CDoSPRS/



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