SensiCut:精准识别材料的先进激光切割平台
计算机加持下激光切割机迅速成为相对简单强大工具,软件控制机械切割金属、木材、纸张、塑料。但用户仍难区分视觉相似材料堆料。
团队创建SensiCut ,激光切割机智能材料感知平台。区别于易误识材料的传统相机法,SensiCut用深度学习和称散斑感应的光学法识别材料——用激光感知表面微观结构,仅需一图像感应附件。
SensiCut潜在保护用户免危险废料、提供材料专用知识、建议微调切割参数获更好结果、甚至雕刻含多材料衣物/手机壳。系统利用材料微米级表面结构——即使视觉相似也是独特特征。无此技术,需从大数据库靠经验猜测正确材料名。
除相机,贴纸标签(如二维码)也用于识别单张材料。但激光切割时若码从主板切离,后续无法识别。若贴错标签,激光切割机会假设错误材料类型。团队用30种材质超38,000图像训练SensiCut深度神经网络,能区分亚克力、泡沫板、苯乙烯等,并提供功率速度设置进一步指导。
一实验中,团队制作面罩,需区分车间透明材料。用户先选设计文件界面,用“定点”功能让激光移动识别板材点位材质。激光与表面微小特征相互作用,光线反射至图像传感器像素产生唯一2D图像。系统随即警示用户板材为聚碳酸酯——激光切割可能产生剧毒火焰。
散斑成像技术用低成本现货组件(如树莓派Zero微处理器板)在激光切割机内实现。为紧凑,团队设计3D打印轻量机械外壳。
超越激光切割,团队设想SensiCut感应技术终可集成进3D打印机等其他制造工具。也计划扩展系统添加厚度检测——材料构成相关变量。
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