GenCAD: Mô hình AI tạo lập mô hình CAD 3D hoàn chỉnh chỉ từ hình ảnh

GenCAD: Mô hình AI tạo lập mô hình CAD 3D hoàn chỉnh chỉ từ hình ảnh

GenCAD AI Model

GenCAD là một mô hình tạo sinh CAD có điều kiện theo hình ảnh (image-conditional CAD generation model) mới được giới thiệu gần đây. Điểm đặc biệt của công nghệ này nằm ở chỗ nó không chỉ tạo ra mô hình 3D CAD mà còn sinh ra toàn bộ lịch sử lệnh tham số (parametric CAD command history) và chương trình CAD tương ứng.

Trong bối cảnh các kỹ sư và nhà thiết kế ngày càng tìm kiếm các giải pháp tự động hóa, GenCAD hứa hẹn mang lại khả năng chuyển đổi trực quan từ hình ảnh sang các bản vẽ kỹ thuật chính xác.

Thách thức trong việc xử lý dữ liệu CAD

CAD Data Structure

Một trong những rào cản lớn nhất khi áp dụng AI vào thiết kế CAD là sự phức tạp của cấu trúc dữ liệu, đặc biệt là biểu diễn ranh giới (Boundary representation - B-rep). Do khó khăn trong việc huấn luyện các mô hình AI hiệu quả trực tiếp trên cấu trúc này, các phương pháp tiếp cận phổ thông thường phải chuyển sang các dạng biểu diễn khác như lưới (meshes), voxel hay đám mây điểm (point clouds).

Tuy nhiên, sự đánh đổi này dẫn đến việc hy sinh độ chính xác và tính khả chỉnh (modifiability) – những yếu tố then chốt trong các tác vụ kỹ thuật, sản xuất và khám phá không gian thiết kế. Các mô hình lưới thường không mang đủ thông tin tham số để kỹ sư có thể sửa đổi kích thước hay hình dạng sau khi tạo.

Giải pháp đột phá của GenCAD

GenCAD giải quyết vấn đề này bằng cách tạo ra các chuỗi lệnh CAD tham số, hay còn gọi là các chương trình CAD. Các chương trình này sau đó có thể được chuyển đổi thành mô hình rắn 3D (3D solid model) thông qua một hạt nhân hình học (geometry kernel).

Điều này có nghĩa là kết quả đầu ra không chỉ là một hình khối tĩnh, mà là một tập hợp các hướng dẫn thiết kế hoàn chỉnh, cho phép người dùng dễ dàng chỉnh sửa và tinh chỉnh mô hình sau khi AI đã tạo xong.

Kiến trúc và Công nghệ cốt lõi

Kiến trúc của GenCAD là sự kết hợp của bốn bước xử lý quan trọng:

• Sử dụng bộ mã hóa transformer tự hồi quy (autoregressive transformer encoder) để học biểu diễn tiềm ẩn của các chuỗi lệnh CAD.
• Áp dụng mô hình học tương phản (contrastive learning-based model) để học các biểu diễn chung giữa không gian tiềm ẩn của chuỗi lệnh CAD và hình ảnh CAD.
• Sử dụng mô hình khuếch tán tiềm ẩn (latent diffusion model) có khả năng sinh ra biểu diễn tiềm ẩn của chuỗi lệnh CAD dựa trên điều kiện từ hình ảnh đầu vào.
• Cuối cùng, một mô hình giải mã (decoder) sẽ chuyển đổi các biểu diễn tiềm ẩn này thành chuỗi các lệnh CAD tham số thực tế.

Ứng dụng thực tế

Với GenCAD, người dùng có thể tạo ra các mô hình CAD trực tiếp từ các bản dựng hình ảnh (image renderings). Hơn nữa, hệ thống còn hỗ trợ tạo ra nhiều mẫu CAD khác nhau cho cùng một đầu vào hình ảnh, cung cấp nhiều lựa chọn thiết kế.

Ngoài khả năng tạo sinh, GenCAD còn thể hiện khả năng truy xuất CAD có điều kiện theo hình ảnh, cho phép tìm kiếm và lấy ra các chương trình CAD phù hợp nhất từ một bộ sưu tập lớn.

Đây được xem là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực CAD, mang lại khả năng mô hình hóa 3D chính xác và có thể chỉnh sửa hơn từ hình ảnh, góp phần thúc đẩy quá trình thiết kế tự động trong tương lai.