KI-gestütztes Tool ermöglicht nachhaltige 3D-Druck-Individualisierung
Ein neues KI-gestütztes System namens MechStyle ermöglicht es Nutzern, personalisierte 3D-gedruckte Gegenstände zu erstellen, die sowohl ästhetisch einzigartig als auch funktional robust sind. Entwickelt von Forschern am MIT’s Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL), kombiniert das Tool generative KI mit einer physikalischen Simulation, um 3D-Modelle nach textbasierten Prompts zu gestalten – etwa einen „kaktusartigen Wandhaken“ oder eine „lavaähnliche Lampenschale“. Dabei analysiert das System nicht nur die äußere Form, sondern auch die strukturelle Integrität, um sicherzustellen, dass das Endprodukt tatsächlich im Alltag verwendet werden kann. Frühere Ansätze zur 3D-Stilisierung hatten oft zu instabilen Modellen geführt: Eine vorherige Studie zeigte, dass nur 26 Prozent der modifizierten Objekte strukturell haltbar blieben. MechStyle löst dieses Problem durch eine Kombination aus Finite-Elemente-Analyse (FEA) und adaptiver Planung, die schwache Stellen im Modell erkennt und die KI-Generierung dynamisch anpasst. So kann der Prozess entweder gestoppt oder fein abgestimmt werden, um kritische Spannungspunkte zu vermeiden. In Tests mit 30 unterschiedlichen Stilen – von Steinen bis zu cactusartigen Formen – erreichte das System eine strukturelle Haltbarkeit von bis zu 100 Prozent. Das System bietet zwei Modi: „Freestyle“ für schnelle, kreative Visualisierungen und „MechStyle“ für tiefgehende strukturelle Prüfungen. Benutzer können also Ideen ausprobieren und dann prüfen, wie künstlerische Veränderungen die Haltbarkeit beeinflussen. Anwendungen reichen von personalisierten Brillen mit fischschuppenartigem Muster über medizinische Hilfsmittel wie Finger-Splints bis hin zu einzigartigen Wohn- und Bürodekor. Langfristig könnte MechStyle auch Prototypen für Handelswaren wie Spielzeug oder Küchenutensilien beschleunigen. Derzeit kann das System jedoch keine bereits instabilen Modelle reparieren – bei solchen Eingaben wird eine Fehlermeldung angezeigt. Zukünftig sollen jedoch auch die Erstellung von 3D-Modellen von Grund auf durch KI möglich werden, sodass Nutzer ohne technisches Know-how oder Vorlagen einfach „einen einzigartigen Teller“ generieren können. Experten loben den Ansatz als bedeutenden Fortschritt: „Während die Stilübertragung bei 2D-Bildern gut funktioniert, ist 3D viel schwieriger – vor allem wegen fehlender Trainingsdaten und der Gefahr, dass geometrische Veränderungen die Funktionalität zerstören“, sagt Google-Forscher Fabian Manhardt. „MechStyle löst dieses Problem durch Simulation und ermöglicht kreative, nutzbare Produkte.“ Die Forschung wurde von Stefanie Mueller, Faruqi und weiteren CSAIL-Mitgliedern sowie Partnern von Google, Stability AI, MIT und Northeastern University durchgeführt und im November auf der ACM Symposium on Computational Fabrication vorgestellt. Unterstützt wurde das Projekt durch das MIT-Google Programm für Computing-Innovation. Ziel ist es, Designprozesse für Experten und Laien gleichermaßen zu vereinfachen und die Kreativität durch technische Sicherheit zu stärken.
