String art é uma técnica para a criação de arte visual onde as imagens emergem de um conjunto de cordas que são estendidas entre alfinetes. Agora, na TU Vienna, esse trabalho pode ser delegado a um robô - um exemplo de uma tarefa complexa que a fabricação digital pode resolver.

A ideia básica da arte com cordas é simples:ganchos distribuídos em uma moldura são conectados por cordas para frente e para trás até que se fundam em uma imagem perceptível. Dessa maneira, padrões geométricos muito interessantes podem ser criados - de fato, verdadeiros especialistas conseguem até criar retratos. Tradicionalmente, os artistas criam essas imagens manualmente em um processo de design altamente sofisticado e tedioso que requer experiência e mão firme.

Na TU Viena, esse tipo de criação de imagens artísticas agora foi automatizado:o computador calcula o caminho ideal do fio a partir de uma determinada imagem arbitrária e um robô industrial então assume o trabalho de organizar o fio.

Possibilidades incontáveis

“Do ponto de vista científico, este é um problema muito interessante porque é particularmente difícil de resolver, "diz Przemyslaw Musialski do Instituto de Matemática e Geometria Discreta da TU Viena. Em geral, uma imagem não pode ser reproduzida exatamente desta forma - afinal, o método de rosca não pode ser usado para definir pixels individuais, mas apenas para desenhar linhas contínuas. Portanto, é necessário encontrar a melhor aproximação possível.

Este é um desafio:o número de maneiras diferentes de passar um fio entre um grande número de ganchos é astronômico. É completamente impossível tentar todas as variantes concebíveis. “Esta tarefa pertence aos chamados problemas NP-difíceis, "diz Musialski." Esta é a classe de problemas de computação que não podem ser resolvidos com precisão por computadores em um período de tempo razoável. "

Para criar a imagem, um quadro circular com 256 ganchos é usado. "Nossos cálculos mostraram que aumentar ainda mais o número de anzóis melhora o resultado final apenas marginalmente, "diz Przemyslaw Musialski. A linha pode ser esticada do lado direito ou esquerdo de cada anzol para o lado direito ou esquerdo de qualquer outro anzol. Desta forma, mesmo com apenas cerca de 30 linhas de discussão, existem mais variantes possíveis do que átomos no universo observável - e para reproduzir uma imagem reconhecível, um número muito maior é necessário. Portanto, foi um grande desafio encontrar um algoritmo para calcular um caminho para o thread reproduzir uma determinada imagem com a maior precisão possível.

O robô thread artist

Contudo, a solução matemática para o problema não foi suficiente para a equipe de pesquisa. O objetivo era produzir uma verdadeira "string art" de uma maneira totalmente automatizada. Um robô industrial de alta precisão foi usado para abranger um único fio longo em 256 ganchos, a fim de criar imagens de arte em cordas circulares com um diâmetro de 63 cm. Mesmo o robô industrial não pode completar esta tarefa em um instante:Dependendo da imagem, a produção leva de 2 a 5 horas e requer entre 2 e 6 quilômetros de fio.

A equipe de pesquisa faz parte do Centro de Geometria e Design Computacional da TU Vienna e foi apoiada pelo grupo de pesquisa de Peter Wonka na Universidade King Abdullah de Ciência e Tecnologia na Arábia Saudita. "Mesmo que nosso robô produza belas imagens, nosso trabalho, claro, não é um projeto de arte, "diz Przemyslaw Musialski." Em última análise, queremos mostrar como problemas técnicos particularmente difíceis podem ser resolvidos. No projeto de string art, trabalhamos com métodos que desempenharão um papel importante na fabricação digital no futuro. "