东京大学正在开发的一种交互式软件可以让没有木工经验的建筑师和家具制造商更容易地设计和建造结构牢固的木接头。

该系统被称为Tsugite(日语中“细木工”的意思),还提供铣床指令,以有效地生产设计的部件。有了屏幕上的指示,用户就可以将物体拼接在一起,而不需要额外的工具、粘合剂,甚至钉子或胶水。

根据其创造者的说法,创建Tsugite的目的是让缺乏特定经验的人也能接触到细木工的艺术。

Tsugite引导用户一步一步地完成木工过程,从现有的设计画廊开始,然后可以根据不同的目的进行修改。当构建者对软件更加熟悉时,该工具支持更复杂的设计。

“更高级的用户可以直接跳转到手动编辑模式,以获得更自由的创造力,”玛丽亚拉尔森说他是东京大学的研究员,也是Tsguite的开发者。

Tsugite还只提供可以由铣床做出的设计,并考虑了旋转刀具的自由度和尺寸。

“[Tsugite]可以探索各种各样的关节,但仍将它们保持在现实的物理极限内,”Larsson说。

Tsugite是如何工作的

Tsugite为用户提供了由小立方体或“体素”代表的木制接头的详细视图。

本质上是3D像素,体素可以在组件的一端移动来连接。可以连接两个或多个组件,软件算法将相应地调整所有组件,以创建一个紧密的配合。

例如,移动一个立方体,就会自动调整相应组件末端的体素,从而使贴合牢固可靠,而不需要钉子甚至胶水。

不同的颜色告诉用户关节的属性,包括两个组件滑动的容易程度。

Tsugite有一个直观的界面,为用户提供设计选项。(图片来源:拉赫松)
Tsugite的界面为用户提供了上述设计选项。(图片来源:拉赫松)

东京大学的研究人员表示,简化木材设计有利于可持续发展。

“木材可能是我们拥有的唯一的天然和可再生建筑材料,高效的细木工可以进一步增加可持续发展的好处,”拉尔森在本月早些时候的东京大学新闻发布会上说.“例如,当用细木工连接木材时,而不是金属固定物,它减少了混合材料。”

在一个简短的,编辑过的问答yabovip16.com下面,Larsson解释了该软件将来如何支持整个建筑的建造。

yabovip16.com谁是这种设计软件的理想用户?谁需要知道这些?

玛丽亚·拉尔森:理想的用户是建筑师和家具设计师,不是细木工和数控加工专家。我想这样的用户会发现这个工具很强大。他们将能够设计可行的和相对复杂的接头,有可能以高质量制造。

界面也足够简单,新手用户也可以设计关节。但并不是每个人都喜欢使用数控机床,所以在这种情况下,制造部分可能需要外包。

专门从事细木工的木匠可能会发现体素化的设计空间,以及三轴数控加工的限制,限制。Tsugite不会取代他们的工作。但也许它可以提供一种补充?

所以,总而言之,Tsugite可能对广泛的人群有用,但理想的用户可能是介于专家和新手之间的人。

yabovip16.com在您看来,这个设计软件简化设计过程的最令人兴奋的方式是什么?

玛丽亚·拉尔森:Tsugite是一个设计相当简洁的单一用途界面。此外,用户不必担心数控兼容性或其他基本的实际约束。因此,认知负荷相当轻,用户可以真正关注他们想要的关节外观。

同时,体素化的设计空间是相当有限的,没有无限的可能性,我认为这使得完成一个设计更容易。

yabovip16.com:要让这种方法扩大规模建造建筑,需要做些什么?

玛丽亚·拉尔森:细木工建筑有一些非常吸引人的地方。想象一下,所有的梁和柱都是预制的,只是像拼图一样在建筑工地组装?

然而,建造一座建筑是一个非常复杂的过程,包括客户、预算、建筑法规等等,而且任何不同寻常的东西都有风险。

长期以来,建筑行业一直专注于混凝土和钢铁。木材开始强势回归,但我们需要建立一个集体的知识,如何制作好的现代木材建筑。为了用Tsugite或其他木材连接技术建造一座建筑,许多具有不同专业技能的人需要聚集在一起。从一个小的规模开始(比如一个亭子),然后逐渐转移到更大的建筑,同时积累经验和完善技术,这是有意义的。我将非常兴奋地看到这一切的发生。

yabovip16.com:你见过用这种材料制作的物品吗?

玛丽亚·拉尔森:到目前为止,我们已经做了一把椅子、一张桌子和一个食物架。这个小吃摊特别展示了无胶接头的优点——你可以方便地运输、组装、拆卸和储存它。

在Tsguite中,两个部件可以组合的所有7种方式。
这是Tsugite中两件物品组合的7种方式。(图片来源:拉赫松)

yabovip16.com:看过这个项目的人有什么反应?

玛丽亚·拉尔森:从木工到人机界面(HCI)研究人员,我们都得到了相当热烈的反响。

有很多人对使用这个软件感兴趣,我们已经分享了一个可执行文件和源代码供人们测试。然而,Tsugite是由一小群研究人员开发的,作为对概念的证明。它不是一款适合消费者使用的软件。

如果一个稳定的版本能够提供给尽可能多的人,我会很高兴,但为了实现这一点,我们需要一家软件公司与我们接洽,获得Tsugite的版权,然后发挥他们的魔力来完善软件并发布它。

了解更多有关Tsugite项目。

研究引用:

玛丽亚·拉尔森、吉田广则、梅谷信行和五十岚武夫。Tsugite:交互式设计和制作的木材接头。第32届ACM年度用户界面软件与技术研讨会论文集(UIST’20)。美国虚拟事件计算机械协会。

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