Computer-Aided Design (CAD) adalah metode yang digunakan untuk merancang sebagian besar produk fisik saat ini. Insinyur menggunakan CAD untuk mengubah sketsa 2D menjadi model 3D yang kemudian dapat mereka uji dan sempurnakan sebelum mengirimkan versi final ke jalur produksi. Namun perangkat lunak ini terkenal rumit untuk dipelajari, dengan ribuan perintah yang dapat dipilih. Untuk benar-benar mahir dalam perangkat lunak membutuhkan banyak waktu dan latihan.
Insinyur MIT berupaya meringankan kurva pembelajaran CAD dengan model AI yang menggunakan perangkat lunak CAD seperti halnya manusia. Dengan adanya sketsa 2D suatu objek, model dengan cepat membuat versi 3D dengan mengklik tombol dan opsi file, serupa dengan cara seorang insinyur menggunakan perangkat lunak.
Tim MIT telah membuat kumpulan data baru yang disebut VideoCAD, yang berisi lebih dari 41.000 contoh bagaimana model 3D dibuat dalam perangkat lunak CAD. Dengan belajar dari video-video ini, yang mengilustrasikan bagaimana berbagai bentuk dan objek dibangun selangkah demi selangkah, sistem AI baru kini dapat mengoperasikan perangkat lunak CAD seperti halnya pengguna manusia.
Dengan VideoCAD, tim sedang membangun “co-pilot CAD” yang mendukung AI. Mereka membayangkan bahwa alat tersebut tidak hanya dapat membuat versi 3D dari sebuah desain, namun juga bekerja dengan pengguna manusia untuk menyarankan langkah selanjutnya, atau secara otomatis menjalankan urutan pembuatan yang akan membosankan dan memakan waktu jika diklik secara manual.
“Ada peluang bagi AI untuk meningkatkan produktivitas insinyur serta membuat CAD lebih mudah diakses oleh lebih banyak orang,” kata Ghadi Nehme, mahasiswa pascasarjana di Departemen Teknik Mesin MIT.
“Hal ini penting karena menurunkan hambatan masuk dalam bidang desain, membantu orang-orang yang tidak memiliki pelatihan CAD selama bertahun-tahun untuk membuat model 3D dengan lebih mudah dan memanfaatkan kreativitas mereka,” tambah Faez Ahmed, profesor teknik mesin di MIT.
Ahmed dan Nehme, bersama dengan mahasiswa pascasarjana Brandon Man dan postdoc Ferdous Alam, akan mempresentasikan karya mereka di Conference on Neural Information Processing Systems (NeurIPS) pada bulan Desember.
Klik demi klik
Pekerjaan baru tim ini memperluas perkembangan terkini dalam agen antarmuka pengguna (UI) yang digerakkan oleh AI – alat yang dilatih untuk menggunakan program perangkat lunak untuk melaksanakan tugas, seperti mengumpulkan informasi online secara otomatis dan mengaturnya dalam spreadsheet Excel. Kelompok Ahmed bertanya-tanya apakah agen UI seperti itu dapat dirancang untuk menggunakan CAD, yang mencakup lebih banyak fitur dan fungsi, dan melibatkan tugas yang jauh lebih rumit daripada yang dapat ditangani oleh rata-rata agen UI.
Dalam pekerjaan baru mereka, tim bertujuan untuk merancang agen UI berbasis AI yang mengambil kendali program CAD untuk membuat sketsa 2D versi 3D, klik demi klik. Untuk melakukan hal ini, tim pertama-tama melihat kumpulan data objek yang dirancang dalam CAD oleh manusia. Setiap objek dalam kumpulan data menyertakan urutan perintah desain tingkat tinggi, seperti “garis sketsa”, “lingkaran”, dan “ekstrusi”, yang digunakan untuk membuat objek akhir.
Namun, tim menyadari bahwa perintah tingkat tinggi saja tidak cukup untuk melatih agen AI agar benar-benar menggunakan perangkat lunak CAD. Seorang agen yang sebenarnya juga harus memahami detail di balik setiap tindakannya. Misalnya: Wilayah sketsa manakah yang harus dipilih? Kapan harus memperbesar? Dan bagian sketsa mana yang harus diekstrusi? Untuk menjembatani kesenjangan ini, para peneliti mengembangkan sistem untuk menerjemahkan perintah tingkat tinggi ke dalam interaksi antarmuka pengguna.
“Misalnya, kita menggambar sketsa dengan menggambar garis dari titik 1 ke titik 2,” kata Nehme. “Kami menerjemahkan tindakan tingkat tinggi tersebut ke tindakan antarmuka pengguna, yang berarti kami mengatakan, pergi dari lokasi piksel ini, klik, lalu pindah ke lokasi piksel kedua, dan klik, sambil memilih operasi ‘garis’.”
Pada akhirnya, tim menghasilkan lebih dari 41.000 video objek CAD yang dirancang manusia, yang masing-masing dijelaskan secara real-time dalam bentuk klik spesifik, tarikan mouse, dan tindakan keyboard lain yang awalnya dilakukan manusia. Mereka kemudian memasukkan semua data ini ke dalam model yang mereka kembangkan untuk mempelajari hubungan antara tindakan UI dan pembuatan objek CAD.
Setelah dilatih pada kumpulan data ini, yang mereka sebut VideoCAD, model AI baru dapat mengambil sketsa 2D sebagai masukan dan secara langsung mengontrol perangkat lunak CAD, mengklik, menyeret, dan memilih alat untuk membuat bentuk 3D penuh. Kompleksitas objeknya berkisar dari kurung sederhana hingga desain rumah yang lebih rumit. Tim ini melatih model tersebut pada bentuk yang lebih kompleks dan membayangkan bahwa model dan kumpulan data suatu hari nanti dapat mengaktifkan co-pilot CAD untuk desainer di berbagai bidang.
“VideoCAD adalah langkah pertama yang berharga menuju asisten AI yang membantu pengguna baru dan mengotomatiskan pekerjaan pemodelan berulang yang mengikuti pola yang sudah dikenal,” kata Mehdi Ataei, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, dan merupakan ilmuwan riset senior di Autodesk Research, yang mengembangkan perangkat lunak desain baru. “Ini adalah landasan awal, dan saya akan senang melihat penerus yang mencakup berbagai sistem CAD, operasi yang lebih kaya seperti perakitan dan batasan, serta alur kerja manusia yang lebih realistis dan berantakan.”
