Новий лазерний різак сам визначає, який матеріал він ріже

Фізики представили інтелектуальну платформу для зондування матеріалів для лазерних різаків. На відміну від традиційних підходів, заснованих на використанні камер, нова програма використовує глибоке навчання та оптичне зондування.

Сучасні лазерні різаки далеко не завжди можуть визначити, який матеріал перед ними. Це дуже важливо, адже при різанні деяких сполук можуть виділятися небезпечні гази. Вчені розробили нейромережу, яка вирішує цю проблему

З появою комп'ютерів лазерні різаки швидко стали відносно простим і потужним інструментом, який може розрізати метали, дерево, папір і пластик. Незважаючи на такий прорив, програмне забезпечення різанин, як і раніше, стикається з труднощами розрізнення візуально аналогічних матеріалів. Однак, при роботі з різаком важливо точно знати, яка речовина обробляється, щоб уникнути виділення токсичних газів при її розкладанні або порушення структури.

Фізики Массачусетського технологічного інституту розробили програму SensiCut, яка ідентифікує матеріали за допомогою глибокого навчання та оптичного методу, званого «спек-зондуванням». У ньому лазер використовується для визначення мікроструктури поверхні. Отримані дані аналізуються за допомогою алгоритму обробки зображень.

SensiCut потенційно може захистити користувачів від токсичних відходів, дозволити отримати нову інформацію про конкретні матеріали, точно налаштувати процес різання для досягнення кращих результатів і навіть створювати предмети, такі як чохли для телефонів і одяг з декількох різних матеріалів. Щоб це стало можливим, вчені навчили нейронну мережу SensiCut на зображеннях 30 різних типів матеріалів з більш ніж 38 000 зображень, де вона могла б потім розрізняти такі речовини, як акрил, пенокартон і стирол, а також давати рекомендації з налаштування потужності лазера і швидкості різання.

В одному експерименті команда вирішила створити захисний екран для обличчя. Для його створення програмі довелося навчитися розрізняти прозорі матеріали для створення виробу. Робота установки будувалася наступним чином: користувач спочатку вибирав файл дизайну, а потім використовував функцію «pinpoint», щоб лазер почав рухатися і визначив тип матеріалу в точці на аркуші. Лазер взаємодіяв з нерівностями поверхні, і промені відбивалися від неї, досягаючи пікселів датчика зображення і створюючи унікальний 2D-візерунок. Таким чином система визначає, який матеріал знаходиться перед лазером, і може в разі чого попередити про можливе виділення небезпечних газів при різанні лазером.