Появилась специализированная CAD-система для создания бумажных самолетиков

lwkspBLV7kY1

Ученые из Университета Токио разработали программу, которая позволяет создавать бумажные самолетики и оптимизировать их аэродинамические свойства таким образом, чтобы самые причудливые из них могли летать. Работа ученых представлена на конференции SIGGRAPH2014 и опубликована в ACM Transactions on Graphics, некоторые дополнительные о подробности можно прочитать на сайте исследователя.

L50i3fvajm41

Интерфейс программы. Изображение: Nobuyuki Umetani/University of Tokyo

Программа, названая в честь белки-летяги Pteromys, позволяет спроектировать бумажный самолетик из плоского картона. Какой бы причудливой формы самолет ни оказался, Pteromys позволяет сделать его летающим: для этого оптимизируется положение центра масс, расположение и направление крыльев, их площадь и другие параметры. На приведенном авторами видео видно, что хорошо летают созданные таким образом самолетики в форме драконов, броненосца или даже построенные по принципу монокрыла.

sz8cYUCxbuY1

Схема оптимизации аэродинамической модели основана на принципах машинного обучения с реальной выборкой. Изображение: Nobuyuki Umetani/University of Tokyo

Оптимизация аэродинамических свойств проводится в реальном времени: пользовитель может видеть, как меняются эти параметры при изменении геометрии самолетика. Достичь такой скорости анализа удалось за счет отказа от полноценной аэродинамической симуляции (моделирования турбулентности и неупругих свойств воздуха).

o oWz8LsolA1

Созданные в программе самолетики изготаливают на лазерном плоттере. Изображение: Nobuyuki Umetani/University of Tokyo

Вместо сложных вычислений авторы использовали методику машинного обучения: программа анализировала полет набора реальных «обучающих» самолетиков и подгоняла соответствующие коэффициенты, которые были получены на основании теории подъемной силы крыла. Практика показала, что такое упрощение позволяет создавать самые разнообраные самолетики, которые летают не хуже самых простых «классических» моделей.