Rzeczy z głowy wzięte

Pomarańczowy kawałek plastiku mieści się w dłoni – to brakująca kończyna zabawkowego tyranozaura. Może nie wygląda imponująco, ale jest godny uwagi z dwóch powodów: po pierwsze łapa wyszła z drukarki 3D. Drugi powód jest o wiele donioślejszy: to pierwszy przedmiot, jaki powstał po prostu z myślenia.

Wydarzenie, które może być kamieniem milowym w historii druku 3D, przeszło bez rozgłosu. W ubiegłym miesiącu w Santiago MakerSpace, studiu projektowym w stolicy Chile, projekt został odczytany bezpośrednio z głowy przez system czujników fal mózgowych. Konstruktorem urządzenia jest George Laskowsky, główny inżynier Thinker Thing, chilijskiego start-upu, który pracuje nad systemem druku przestrzennego sterowanego myślą.

Prototyp do prototypów

Technika drukowania 3D, opracowana pod koniec lat 80. ubiegłego wieku przez specjalistów z MIT, służyła początkowo do szybkiego wykonywania prototypów w pracowniach inżynierskich. Z czasem jednak stała się techniką do produkcji przedmiotów o dowolnych kształtach.

Drukarki wytwarzają przedmioty, napylając plastik, metal lub inny materiał w proszku warstwa za warstwą. Zaletą tej techniki jest dowolność kształtu, ograniczona jedynie wyobraźnią projektantów. Za pomocą drukarek tego typu produkowano już przedmioty codziennego użytku, kubki, talerze, konstrukcje przestrzenne i rzeźby.

Urządzenia są coraz bardziej precyzyjne i przystosowane do coraz większej ilości materiałów, stąd dzisiaj służą do produkcji nawet domów. Za pomocą drukarek 3D niektóre firmy lotnicze produkują elementy samolotów. Powstała też drukowana broń palna. Trwają prace nad przystosowaniem drukarek do pracy w warunkach kosmicznej próżni. Podczas dalekich misji mogłyby służyć do produkcji części zamiennych, a nawet jedzenia.

Potworny pomysł

Jednak oprogramowanie do projektowania przedmiotów nie jest łatwe do opanowania. Zwłaszcza jeśli jest się czterolatkiem i jeszcze nie nauczyło się trzymać ołówka w dłoni.

– Jaki byłby sens tych drukarek, jeśli mój syn nie mógłby zaprojektować własnej zabawki? – pyta Bryan Salt, dyrektor generalny Thinker Thing. – Choć wielu ludzi wie sporo o sprzęcie do drukowania, prawie nikt nie zdaje sobie sprawy, jak z niego praktycznie korzystać. W teorii drukarki 3D mają pomagać wyzwolić w ludziach kreatywność. Jednak w praktyce użytkownicy nie są w stanie przebrnąć przez instrukcję obsługi oprogramowania i pozostają przy gotowych modelach zaprojektowanych przez innych.

I tu jest miejsce dla Emotional Evolutionary Design (EED) – oprogramowania, które pozwala specjalistom Thinker Thing „interpretować myśli". To oprogramowanie jest kluczowe dla realizowanego przez firmę projektu Monster Dreamer, który pozwoli najmłodszym na projektowanie własnych fantastycznych stworzeń za pomocą siły myśli.

Kiedy dzieci będą siedzieć przed komputerem z pracującym programem Monster Dreamer, na ekranie pojawią się różne kształty uformowane z pęcherzyków. Będą zmieniały się przypadkowo, ale do pewnego stopnia. W program zostanie wbudowany mechanizm, który będzie zapobiegał przyjmowaniu zbyt abstrakcyjnych form. Reakcje dzieci na zmiany będą rejestrowane przez zestaw czternastu czujników Emotiv EPOC.

Na tej podstawie komputer może zidentyfikować kształty związane z pozytywną reakcją emocjonalną. Faworyzowane przez dziecko kształty poszczególnych części zabawki będą się rozrastać na ekranie, podczas gdy inne kurczyć. W końcu powstaje unikalny trójwymiarowy model, który jest gotowy do drukowania.

Projekt Monster Dreamer jest oparty na założeniu, że większość ludzi jest lepsza w krytykowaniu niż wymyślaniu czegoś od podstaw.

– Największym „wąskim gardłem" związanym z drukiem 3D jest koncepcja — uważa prof. Hod Lipson, dyrektor Creative Machines Lab na Cornell University w Ithaca, w stanie Nowy Jork. – Mamy maszyny, które mogą służyć do zrobienia prawie wszystkiego, ale nie robią zbyt wielu rzeczy.

Zrób sobie kota

W laboratorium zespół kierowany przez prof. Lipsona także pracuje nad rozwojem modelowania jedynie umysłem. Na początku użytkownikowi prezentowanych jest 15 trójwymiarowych kształtów. Kliknięcie na dwa łączy je. W ten sposób powstają nowe kształty. Aby np. zrobić kota, można kliknąć na jeden kształt pyszczka i drugi z dwoma ostrymi trójkątami uszu. Komputer będzie wtedy wiedział, że chodzi o kota i zaoferuje wiele nowych kształtów, aż model osiągnie pożądany wygląd zwierzaka, jakiego sobie wyobrażamy.

W laboratorium zespół prof. Lipsona użył tego samego sposobu, co zespół z Chile. Podczas eksperymentu wykorzystano czujniki, aby odczytać sygnały z mózgu. Urządzenie okazało się jednak za mało czułe.

– W pewnym momencie myśleliśmy, że tylko pomiar poziomu irytacji pozwoli odróżnić moment szczęścia od smutku – wspomina prof. Lipson. – Bez względu na to, ile razy próbowaliśmy, nie mogliśmy odczytać wiarygodnego sygnału.

Prof. Lipson i koledzy postanowili śledzić ruch gałek ocznych. Ruchy te wskazują kształty, którym poświęca się najwięcej uwagi.

Szkopuł w tym, że bez zestawu czujników do EEG nie da się stwierdzić, czy ktoś patrzy na kształt, ponieważ dla niego jest piękny, czy też odbiera go jako brzydki. Dlatego zadowalające wyniki zespół osiągnął dopiero po zastosowania obu metod.