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    中大教授研究 LEGO Technic 軟件 從草圖自動計算組裝圖

    Eric Chong
    Eric Chong
    商業・科技・創業・編輯

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    LEGO 積木多變,發揮創意砌出無限組合, Technic 系列更具難度。中大計算機科學與工程學系副教授傅志榮開發設計軟件,用戶畫出簡單草圖,自動計算出 LEGO Technic 的組裝模型結構圖。

    他指出,坊間已有不少設計傳統 LEGO 積木的軟件,惟欠缺 Technic 系列。由於機械組合零件太多、太複雜,如孔樑( beam )、軸( axle )、連接器( connector )等,又有不同連接方式。「若要組裝平面的 9×9 正方形,可以有超過 300 億組合。立體的組合更是無限可能,部分連接位加入活動關節,情況更複雜。由零開始砌出指定模型,可謂大海撈針。」

    在軟件內繪出草圖,自動計算可組裝的LEGO Technic。
    在軟件內繪出草圖,自動計算可組裝的LEGO Technic。

    不過傅志榮從小迷上 LEGO ,決定挑戰難度,兩年前起與團隊研究 Technic 系列的設計方法。讓用戶繪畫草圖,計算模型結構,展示模型樣貌,並產生組裝說明書,逐步指導裝嵌模型。最後亦可輸出 LEGO 標準檔案 .stl 格式,在其他 LEGO 軟件打開。

    傅志榮稱,軟件基本上從零開始逐個組件嘗試,用上模擬退火( Simulated annealing )演算法,只選最可能的組合,提供佈局和連接,同時兼顧整體結構的簡潔、穩定。

    傅志榮與研究團隊徐豪(左)和許家榿(右)。
    傅志榮與研究團隊徐豪(左)和許家榿(右)。

    通過這軟件僅在幾秒內設計出 9x9x9 的立方體模型,即使計算上千塊零件的組合,也只用幾分鐘完成。

    演算法更追求簡單和穩固設計,這橋僅用514塊。
    演算法更追求簡單和穩固設計,這橋僅用 514 塊。

    他表示,組裝積木演算法正在申請技術專利,並有待發掘商業用途。例如可以與 3D 打印結合,設計 3D 模型,內裡用 LEGO Technic 作架,只需打印外層,可大幅節省打印時間。下一步亦可加入人工智能技術,進一步改善設計過程,如用更少積木組成更穩固結構。

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