Новый лазерный резак сам определяет, какой материал он режет
Современные лазерные резаки далеко не всегда могут определить, какой материал перед ними. Это очень важно, ведь при резке некоторых соединений могут выделяться опасные газы. Ученые разработали нейросеть, которая решает эту проблему
С появлением компьютеров лазерные резаки быстро стали относительно простым и мощным инструментом, который может разрезать металлы, дерево, бумагу и пластик. Несмотря на такой прорыв, программное обеспечение резаков по-прежнему сталкивается с трудностями различения визуально аналогичных материалов. Однако, при работе с резаком важно точно знать, какое вещество обрабатывается, чтобы избежать выделения токсичных газов при его разложении или нарушения структуры.
Физики Массачусетского технологического института разработали программу SensiCut, которая идентифицирует материалы при помощи глубокого обучения и оптического метода, называемого «спекл-зондированием». В нем лазер используется для определения микроструктуры поверхности. Полученные данные анализируются при помощи алгоритма обработки изображений.
SensiCut потенциально может защитить пользователей от токсичных отходов, позволить получить новую информацию о конкретных материалах, точно настроить процесс резки для достижения лучших результатов и даже создавать предметы, такие как чехлы для телефонов и одежду из нескольких различных материалов. Чтобы это стало возможным, ученые обучили нейронную сеть SensiCut на изображениях 30 различных типов материалов из более чем 38 000 изображений, где она могла бы затем различать такие вещества, как акрил, пенокартон и стирол, а также давать рекомендации по настройке мощности лазера и скорости резки.
В одном эксперименте команда решила создать защитный экран для лица. Для его создания программе пришлось научиться различать прозрачные материалы для создания изделия. Работа установки строилась следующим образом: пользователь сначала выбирал файл дизайна, а затем использовал функцию «pinpoint», чтобы лазер начал двигаться и определил тип материала в точке на листе. Лазер взаимодействовал с неровностями поверхности, и лучи отражались от нее, достигая пикселей датчика изображения и создавая уникальный 2D-узор. Таким образом система определяет, какой материал находится перед лазером, и может в случае чего предупредить о возможном выделении опасных газов при резке лазером.