Algorithmus „biegt“ Drahtmodelle effizienter zurecht

Klosterneuburg/Wien (APA) - Trotz des Booms von 3D-Druckern und Computervisualisierung sind Modelle aus Draht nach wie vor ein wichtiger Schritt in der frühen Designphase von Produktionsprozessen, ob in der Autoindustrie oder in der Kunst. Forscher am Institute of Science and Technology (IST) Austria haben nun einen Algorithmus entwickelt, der eine effizientere Modellierung solcher Drahtstrukturen ermöglichen soll.

„Wir arbeiten ganz grundsätzlich an Algorithmen, um solche Modelle berechnen zu können. Wie stabil ist das Objekt und wo bricht es - das sind Dinge, an denen wir forschen“, erklärte Bernd Bickel vom IST Austria in Klosterneuburg gegenüber der APA. Ziel sei es, nicht nur die ästhetische Form eines Produkts oder eines Prototypen im Computer betrachten, sondern auch dessen Funktionalität im Voraus berechnen zu können.

Wird beispielsweise ein Auto im Computer entworfen, dauert die Entwicklung eines Teils relativ lange, bis es die geplante Funktionalität hat. Der Weg zum gewünschten Resultat ist von vielen Iterationsschritten gekennzeichnet, Prozesse müssen also vielfach wiederholt werden. „Unsere Forschung versucht das zu vereinfachen und zu verbessern“, so Bickel, der gemeinsam mit anderen Professoren die Plattform „Visual Computing @ IST Austria“ gegründet hat. Gelingen soll das mit einem kürzlich entwickelten Algorithmus, der eine Verbesserung der technischen Modellierung von räumlich angeordneten, ineinandergreifenden Drahtstrukturen erlaubt.

Damit lassen sich diese Strukturen so berechnen, dass sie schnell zu produzieren sind und möglichst wenig Material verbrauchen. Eine Drahtbiegemaschine biegt die Drähte dann vor und der Benutzer kann das Modell ohne Verwendung von Konnektoren oder Lötstellen zusammensetzen. „Der Algorithmus löst ein sogenanntes inverses Optimierungsproblem“, sagte der Computerwissenschafter: „Man möchte eine stabile Figur erhalten und damit sind relativ viele Freiheitsgrade verbunden. Da geht es zum Beispiel um die diskrete Reihenfolge der Drähte - welcher Draht liegt vorne, welcher hinten. Wenn man da Hunderte Kreuzungspunkte hat, dann hat man plötzlich kombinatorisch ganz viele Möglichkeiten zu wählen.“

Nach langer Entwicklungszeit hat Bickels Team den Algorithmus kürzlich auf der Konferenz „Special Interest Group for Computer Graphics“ (SIGGRAPH) in Anaheim (USA) vorgestellt. Das Programm soll nun auch interessierten Forschungsgruppen zur Verfügung stehen. Noch ist die Software nicht für den Endnutzer geeignet, in Zukunft könnte sie aber für Designer, Ingenieure oder auch Künstler interessant sein.

(S E R V I C E: Video zur Illustration des Designprozesses mit Drahtmodellen: http://go.apa.at/rR9524ap)