Wenn aus einfachen Programmzeilen reale Welten werden

Was passiert, wenn eine Maschine, die jede Form herstellen kann, auf ein Computerprogramm trifft, das selbständig digitale Welten berechnet?

Eine Gruppe der Abteilung für Informationstechnologien des TGM Wien experimentierte im Rahmen Ihrer Semesterarbeit mit neuen Wegen, die Vorteile additiver Fertigungssysteme zu nutzen.

Vereinfacht gesagt, ist ein 3D Drucker ein Roboter, der zunehmend selbständig dreidimensionale Datensätze aus der digitalen Welt in die reale Welt bringt. Ob der Datensatz durch einen Menschen erstellt wird oder von einem Computer berechnet wird, ist für diesen Prozess nicht relevant.

Typische Beispiele für computergenerierte Strukturen sind zB schaumartige Strukturen, wie sie in Schwämmen zu finden sind. Zunehmend werden diese Algorithmen auch im Leichtbau in der Automobil— und Aerotechnik eingesetzt, um Material zu sparen. 3D Druck eignet sich ideal, um diese schwammartigen Strukturen zu produzieren.

Natürlich beschränken sich die Möglichkeiten solcher Algorithmen nicht nur auf die Optimierung von Bauteilen. Im Prinzip könnte jede digitale Welt, wie wir sie aus Computerspielen kennen, mittels 3D Druck in die reale Welt Einzug finden.

Das Team des TGM nahm sich im Zuge eine Machbarkeitsstudie eine einfache, der Jahreszeit entsprechende, Anwendung zu Ziel. Mit möglichst wenig Programmcode sollte eine konsitente, zufällige Winterlandschaft generiert werden.

 

 

Das so berechnete 3D Modell wurde anschließend von Canon mit dem Farb-3D Drucksystem ProJet 660 produziert.

Jeder Schneemann in diesem Beispiel ist einzigartig und zufällig auf der Fläche positioniert. Der Benutzer gibt im Programmcode die Grenzen und zentrale Parameter der Winterlandschaft vor. Der Algorithmus füllt die Landschaft eigenständig mit Objekten. Dieser Algorithmus kann für die Berechnung weiterer Welten wiederverwendet werden. Je nachdem für welchen Anwendungsfall die Welt „erschaffen“ werden soll, gibt der Benutzer neue Parameter vor.

 

Dieser erste Versuch zeigt das ungeheure Potential von maschinenberechneten 3D Geometrien deutlich. Mit zunehmender Verbreitung von Künstlichen-Intelligenzsystemen und immer ausgereifteren Algorithmen werden wir schon bald auf 3D gedruckte Objekte treffen, die ausschließlich von Computern erdacht und gefertigt wurden.