- 3D baskı ile prosedürel üretimi birleştirerek karmaşık yapılı bir sanat eseri üreten proje
- Rastgele yerleştirilmiş noktaları spline’larla bağlayan ve eğim ile dönüş yarıçapını kontrol eden bir yol üretim algoritmasından oluşuyor
- Hız kontrolü ve sürtünme sorunlarını çözmek için minimum dönüş yarıçapı ve aşırı bank kullanılarak pistin kararlılığı sağlandı
- Destekler parçacık sistemi tabanlı olarak üretildi; hem estetik form hem de yapısal kararlılık birlikte gözetildi
- Proje OpenSCAD sınırlarını aştı; ileride SDF tabanlı yeniden yazım ve hız modellemesinin iyileştirilmesi planlanıyor
Proje özeti
- Marble Fountain, prosedürel üretim teknikleriyle 3D yazıcıda basılmış karmaşık bir sanatsal yapı
- Formlabs’e katıldıktan sonra yüksek performanslı yazıcılara erişimle büyük ölçekli algoritmik yapılar üretmeyi denedi
- “En karmaşık sanat eseri” hedefiyle tasarlanmış bir yapı
- 3D baskıda karmaşıklık maliyeti etkilemez; tasarımın sınırı CAD üzerinde çalışmaya harcanan zamanla belirlenir
Pistler (Tracks)
- İlk sistem rastgele nokta yerleşimi → spline ile bağlama → sabit eğim verme yöntemiyle kuruldu
- İlk sürüm yalnızca katı yapıdan tüp çıkarma yaklaşımıydı, ancak işlevselliği artırmak için yol çözücü algoritma (path solver) eklendi
- Yol çözücü, üst ve alt kısmı bağlayan rastgele doğru parçaları serisi ile başlıyor
- Başlangıç koşulları yapının biçimini büyük ölçüde etkiliyor ve bunun için çeşitli algoritma varyasyonları denendi
- Yol noktaları şu kurallara uyuyor
- Sınır kutusunun içinde kalma
- Eşit aralıkları koruma
- Belirli bir yüksekliğe çekilerek sabit eğimin korunması
- Minimum ve maksimum dönüş yarıçapı sınırları
- Diğer pistler ve kendi pistinin uzak bölümleriyle karşılıklı itme
- Eğim değişimlerini yumuşatma ve eğim artışını engelleme
- Hız kontrolü problemi beklenenden daha karmaşıktı
- Bilyeler noktasal kütle gibi hareket etmiyor; pistteki bank değişimleri dönme ataleti ve sürtünmeyi etkiliyor
- Düz bölümlerde hız aşırı artıyor, keskin dönüşlerde ise yavaşlama nedeniyle durma riski ortaya çıkıyor
- Çözüm olarak minimum dönüş yarıçapı belirleme ve aşırı bank uygulama ile hızın tüketilmesi sağlandı
- Kaldırma yapısı ball screw gibi çalışıyor
- Bilyeler vida milini her yönden kısıtladığı için üst rulman olmadan dönebiliyor
- Sadece bir tarafta bilye olduğunda şiddetli titreşim oluşuyor ve tüm bilyelerin pistten çıkmasına yol açan bir arıza modu ortaya çıkıyor
Destekler (Supports)
- Destek üretimi, parçacık sistemi tabanlı yukarıdan aşağıya yinelemeli işlem ile gerçekleştirildi
- Yapısal çakışmalardan çok estetik form ayarlamaya zaman harcandı
- Yazıcının overhang toleransı etkin biçimde kullanıldı
- Her desteğin davranış kuralları
- Mesafe ve boyut benzerliğine göre diğer desteklere çekilme
- Diğer desteklerle itme
- Sınır kutusunun içinde kalma
- Yapı merkezinden belirli bir yarıçapı koruma
- Destekler atalet (inertia) taşır; bu sayede kemer benzeri eğrisel yapılar oluşur
Gelecek planları (Looking forward)
- Nihai modelin dışa aktarma süresi 5 ila 20 dakika
- OpenSCAD sınırlamaları nedeniyle optimizasyon alanı bulunuyor
- İleride SDF kütüphanesi tabanlı yeniden yazım düşünülüyor
- Mevcut sistemde hız tahmin özelliği yok, bu yüzden basit sezgisellere dayanılıyor
- Kamera tabanlı hız ölçümüyle ivme modeli kurmak zaman kazandırabilir
- Sabit eğimi korumak çarpışmaları önleme açısından elverişsiz olsa da hız kontrolü için gerekli
- Yüzeyin kaymaya başladığı eşik noktasını (response curve) araştırma planı var
Geriye dönüp bakış (Looking back)
- 2024 Şubat’tan Eylül’e kadar yaklaşık 7 ay süren en büyük kişisel proje
- Sergi (New Alliance Gallery, Somerville) hazırlığı nedeniyle son aşamada yoğun çalışma yapıldı
- Sergi sırasında saatte 2-3 bilye kaybedildi ve motorun aşırı ısınması nedeniyle sistem yalnızca birkaç saat çalışabildi
- Aşırı çalışma yüzünden proje durduruldu ve bir yıl sonra yayımlandı
- Alex adlı meslektaşa tavsiye ve geri bildirimleri, ayrıca sayısız bilye deneyi için teşekkür ediliyor
Teknik özet
- Kullanılan teknolojiler: Procedural Generation, 3D Printing, Python, OpenSCAD
- Yapısal özellikler: yol çözücü algoritma + parçacık tabanlı destek sistemi
- Sanatsal hedef: mekanik karmaşıklık ile estetik eğrilerin birleşimi
- Orijinal metinde ek bilgi yok
1 yorum
Hacker News görüşleri
Parçacık simülasyonu kullanarak organik bir ağaç biçimli destek yapısı oluşturma yaklaşımı gerçekten çok yaratıcı
Benim anladığım kadarıyla fizik kurallarını tanımlayıp ‘zaman’ eksenini z eksenine eşleyerek simülasyonu çalıştırmış gibi görünüyor
Bunun bilinen bir yöntem mi yoksa bizzat geliştirdiği bir şey mi olduğunu merak ediyorum. Her hâlükârda ortaya çıkan işin estetik bütünlüğü harika; ben de bizzat denemek istiyorum
Mermer fıskiye tasarlayanlar bilgisayar kullanmadığında sık sık bilyenin raydan çıkması sorunuyla karşılaşıyor
Bilyenin pistten fırladığını ya da sıkıştığını gözlemleyip nedenini tahmin ederek elle ayar yapmak gerekiyor
Ama bu çalışmada bilyelerin saatler boyunca raydan çıkmaması etkileyici
Pist iki raydan oluştuğu için bilye her zaman iki noktadan temas ediyor
Mükemmel banking (eğim verme) korunarak yerçekimiyle merkezkaç kuvvetinin dengelenmesi işin anahtarı gibi görünüyor
Pist çok agresif biçimde eğildiği için bilyelerin aşırı hızlanmasını veya dışarı fırlamasını engelliyor
Bu yüzden bütün bilyeler neredeyse aynı hızda yumuşak şekilde aşağı iniyor
Yine de her 30 dakikada bir kadar bir tanesi raydan çıkıyor. Sorunlu bölümü bulmak için video çekiyorum ve elle ayarlamak yerine generator kodunu değiştirip yeniden baskı alma yoluyla iyileştiriyorum
Bir kamera geri bildirim döngüsü eklemeyi de düşünüyorum ama o da başlı başına başka bir proje olur gibi
Bu iş gerçekten çok güzel. Rayları kullanarak sesi kodlayıp/kod çözmek mümkün olsa harika olurdu
Yani bilyelerin hareketiyle farklı frekanslar üretmek gibi
Daha esnek bir malzeme ya da daha büyük rulmanlar kullanılırsa belki mümkün olabilir ama şimdilik normal sürümü tamamlamaya odaklandım
YouTube bağlantısı
Bunun 3D yazıcılar için ideal bir kullanım örneği olduğunu düşünüyorum
Böylesine pürüzsüz çalışan bir bilye pistiyle organik formları başka bir yöntemle üretmek muazzam emek isterdi
Video gerçekten çok iyi hazırlanmış. Sade bir voice-over ve müzik senkronu, bir de eserin kendisi her şeyi anlatıyor. Harika
Bu işe bayıldım. İçinde bolca ‘garip biçimde tatmin edici’ unsur var
Ben de çocuklara olasılığı anlatmak için bilye pistleri kullanıyordum; bunu HN’de görünce sanki aklımı okumuş gibi hissettim
Basit ama aynı zamanda hipnotik ve güzel bir hareket var
Ateşin yanışı, dalgalar, akan nehir suyu, TV ekranı; hepsine aynı nedenle uzun uzun bakıyoruz
Bu bilye pisti aslında öngörülebilir bir sistem olsa da insanın yine de izlemeyi sürdürmesi ilginç
Beyaz ya da şeffaf malzemeye LED eklenmiş bir versiyonunu da görmek isterdim. Gökkuşağı yoluna benzerdi
Ben de benzer bir proje üzerinde çalışıyorum
Python, Build123D ve 3D yazıcı kullanarak prosedürel üretim tabanlı bir bilye pisti yapıyorum
Bu teknik ölçeklenirse nasıl bir yaratıcılık ölçeği mümkün olur, merak ediyorum
Blok blok birleştirilen binalar, Minecraft’ın gerçek dünyadaki karşılığı gibi bir şeyden söz ediyorum
Ayrıca Fracture filminde de harika bir bilye düzeneği yer alıyor
YouTube bağlantısı