機械手臂助你實現“妙筆生花”

材料牛注：機械手臂作為3D打印筆的“引導手”幫你實現更加富有藝術氣息3D打印。相比傳統的3D打印機，該手臂中特有的觸覺接觸面，能夠讓你更直接地參與到3D打印中去。同時，這一設計完全不會限制你的創作，你可以自由地創作出更多帶有個人風格的作品。是不是很酷呢？那么就快來了解一下吧！

3D打印筆用起來酷炫至極，但是你需要有一定的天賦或者練習量才能使那些雜亂的曲線看起來不是那么糟糕。傳統3D打印機是由一個能讓成品更為精致的且功能更為強大的機器，以及與其相連的3D打印筆所組成的，這支筆能在在3維方向上自由移動。然而它不允許你從中加入過多的藝術創作。這一點對于部分人來說的確是個問題，但若你想更多地直接參與到打印中去，Yeliz Karadayi名為 “Guided Hand” 的論文項目——帶有觸覺接觸面的3D打印筆可以幫助你做得更好。

這些觸覺接觸面實際上是小型機械手臂，即使你能夠將它們生產成任意大小，也很難解釋它們是如何運作的。事實上，手臂的末端（即一個機器人）能準確感知它是否正處在三維空間中，這就意味著它能夠判斷其是否將橫穿虛擬3D對象。大多數時候，手臂處于重力補償模式，如果你試圖將它移動到一個虛擬對象中去，它將會停止運作來阻止你。在實際操作中，你能真切地感覺到自己仿佛是在撥動一個看不見的目標，這種體驗更像是你把兩個強磁體相互靠近時所獲得的感受。同時，機械手臂還能重現質感、觸感，且三維對象能夠左右移動，（有時）甚至試圖來咬你。

Karadayi實施的這種機器人技術能夠通過幾種不同的技能來幫助用戶。例如，boundary exclusion技術可以防止甚至遏制你在某個區域內部或者某個區域外部繪制，Attraction技術有助于引導用戶提供一些物理反饋，使得你更容易遵循特定的路徑。在捕捉和路徑跟隨方面上的調整將指引筆幫助你準確地追蹤直線和曲線。

實際操作中，這種3D打印筆中加入了如振動、摩擦、阻力的模擬觸感, 即提供了另一種溫柔的方式來引導用戶。同時，這些觸感對3D打印筆本身的輸出也有所影響，即導致了輸出線條彎曲度的增加。另一方面，這一彎曲度也取決于3D打印筆本身的設置以及你是否正在使用空氣固化或紫外光固化的介質。

這真的非常的酷，Guided Hand 可以任意調整為打擾模式或非打擾模式。Karadayi解釋道，它允許你從一個模版開始創作，并隨你對其做出改變：

Guided Hand在雕塑中的運用表明，它為用戶提供了許多可能性去學習新穎的打印方法。但它并不是限制用戶在一個模型范圍中打印，也不是一定要打印出整個在數字空間中顯示的模型，更不是說打印本身就具有一定的模板。在限制中允許一定的公差和自由度，這同時也是因為用戶創作的欲望強大到足以擺脫邊界的限制。因此，用戶在打印時可以真正做到地去改變一個模型。從本質上說，這意味著在數字空間中的模型不僅僅是一個模板，在用戶在頭腦中浮現出這樣一個原型之后，就可以從中構思并對其做出一些改進。

無論是增強的現實環境(如視覺覆蓋)或是虛擬現實，當一個用戶體驗這樣的環境后，機器觸覺接觸界面就會變得最為高效:

令人興奮的是，視覺覆蓋所提供的信息遠比觸覺空間中的對象提供的更多。例如，矢量地圖、關于已經打印和未打印處的熱點圖、關于各處墨水噴出快慢的建議。假設在一個從白色漸變到黑色的過程中，許多參數會發生變化。例如，觸覺裝置的振動可能會加劇，或是阻力或允差等級提升，或是墨水噴出速度的增加。即使所有的這些動作可能會立即發生，但打印仍然由用戶完全驅使和掌控著。

至少，對于你來說，這聽起來很酷。但就我個人而言，我只想是擺脫完全由機器人控制的3D打印機。

網址鏈接：Robot Arm Helps You 3D Print By "Guided Hand"

本文由黃超翻譯，楊雨思審核。