Varje år skadar tusentals snickare sina händer och fingrar när de gör farliga uppgifter som att såga.

I ett försök att minimera skador och låta snickare fokusera på design och andra större bilder, ett team från MIT:s Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) har skapat AutoSaw, ett system som låter icke-experter anpassa olika föremål som sedan kan konstrueras med hjälp av robotar.

Användare kan välja från en rad snickardesignade mallar för stolar, skrivbord, och andra möbler. Teamet säger att AutoSaw så småningom skulle kunna användas för projekt så stora som ett däck eller en veranda.

"Om du bygger ett däck, du måste kapa stora delar av timmer till längd, och det görs ofta på plats, " säger CSAIL postdoc Jeffrey Lipton, som var huvudförfattare på en relaterad artikel om systemet. "Varje gång du lägger en hand nära ett blad, du är i riskzonen. För att undvika det, vi har till stor del automatiserat processen med en huggsåg och sticksåg."

Systemet erbjuder också flexibilitet för att designa möbler för att passa utrymmesbegränsade hus och lägenheter. Till exempel, det kan tillåta en användare att modifiera ett skrivbord för att klämmas in i ett L-format vardagsrum, eller anpassa ett bord för att passa i ett mikrokök.

"Robotar har redan möjliggjort massproduktion, men med artificiell intelligens (AI) har de potentialen att möjliggöra massanpassning och personalisering i nästan allt vi producerar, " säger CSAILs direktör och medförfattare Daniela Rus. "AutoSaw visar denna potential för enkel åtkomst och anpassning inom snickeri."

Pappret, som kommer att presenteras i maj på International Conference on Robotics and Automation (ICRA) i Brisbane, Australien, skrevs tillsammans av Lipton, Rus, och Ph.D. elev Adriana Schulz. Andra medförfattare inkluderar MIT professor Wojciech Matusik, Ph.D. student Andrew Spielberg, och grundexamen Luis Trueba.

Hur det fungerar

Mjukvara är inget främmande koncept för vissa snickare. "Computer Numerical Control" (CNC) kan konvertera design till siffror som matas till speciellt programmerade verktyg för att exekvera. Dock, maskinerna som används för CNC-tillverkning är vanligtvis stora och besvärliga, och användare är begränsade till storleken på de befintliga CNC-verktygen.

Som ett resultat, många snickare fortsätter att använda huggsågar, sticksågar, och andra handverktyg som är billiga, lätt att flytta, och enkel att använda. Dessa verktyg, samtidigt som det är användbart för anpassning, fortfarande utsätter människor för en hög risk för skador.

AutoSaw bygger på expertkunskap för design, och robotik för de mer riskfyllda skäruppgifterna. Genom att använda det befintliga CAD-systemet OnShape med ett gränssnitt av designmallar, användare kan anpassa sina möbler för saker som storlek, robusthet, och estetik. När designen är klar, den skickas till robotarna för att hjälpa till i kapningsprocessen med hjälp av sticksågen och hacksågen.

För att skära timmer använde teamet mjukvara för rörelsespårning och små mobila robotar – ett tillvägagångssätt som tar mindre utrymme och är mer kostnadseffektivt än stora robotarmar.

Specifikt, teamet använde en modifierad Roomba med en sticksåg fäst för att skära timmer av valfri form på en planka. För hackningen, laget använde två Kuka youBots för att lyfta strålen, placera den på huggsågen, och skär.

"Vi lade till mjuka gripdon till robotarna för att ge dem mer flexibilitet, som en mänsklig snickare, ", säger Lipton. "Detta innebar att vi kunde lita på noggrannheten hos elverktygen istället för robotarna med stel kropp."

Efter att robotarna avslutat med skärning, användaren sätter sedan ihop den nya möbeln med hjälp av steg-för-steg-anvisningar från systemet.

Demokratisering av anpassade möbler

När du testar systemet, lagens simuleringar visade att de kunde bygga en stol, skjul, och däck. Med hjälp av robotar, laget gjorde också en tabell med en noggrannhet jämförbar med en människas, utan att en riktig hand någonsin kommer i närheten av ett blad.

"Det har gjorts många senaste AI-prestationer i virtuella miljöer, som att spela Go och komponera musik, " säger Hod Lipson, professor i maskinteknik och datavetenskap vid Columbia University. "System som kan fungera i ostrukturerade fysiska miljöer, som detta snickerisystem, är notoriskt svåra att göra. Det här är verkligen ett fascinerande steg framåt."

Även om AutoSaw fortfarande är en forskningsplattform, i framtiden planerar teamet att använda material som trä, och integrera komplexa uppgifter som borrning och limning.

"Vårt mål är att demokratisera möbelanpassning, ", säger Schulz. "Vi försöker öppna upp en värld av möjligheter så att användarna inte är bundna till vad de har köpt på Ikea. Istället, de kan göra det som bäst passar deras behov."

Den här historien återpubliceras med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.