29/06/2022
Door Ad Spijkers
Studenten van het Georgia Institute of Technology hebben het eerste robotsysteem voor het schilderen van graffiti gebouwd dat de vloeiende menselijke bewegingen nabootst.
Studenten van GeorgiaTech in Atlanta hebben het eerste robotsysteem voor het schilderen van graffiti gebouwd dat de vloeiende menselijke bewegingen nabootst. Het systeem, GTGraffiti genaamd, maakt gebruik van motion capture technologie om menselijke schilderbewegingen vast te leggen. Het componeert en verwerkt vervolgens de gebaren om een door kabels aangedreven robot te programmeren die graffitikunstwerken spuit.
Werking
Het GTGraffiti-systeem bestaat uit drie fasen: het vastleggen van illustraties, robot hardware en planning en besturing. Ten eerste gebruikt het ontwikkelteam motion capture technologie om het schilderen van menselijke kunstenaars vast te leggen. Deze een strategie geeft inzicht in de soorten bewegingen die nodig zijn om gespoten kunstwerken te produceren. Voor deze studie nodigde het team twee kunstenaars uit om het alfabet in graffiti-stijl te schilderen.
Terwijl elke kunstenaar schilderde, registreerden ze de bewegingen van de hand van de kunstenaar over het canvas. Ook registreerden ze de bewegingen van de spuitbus. Het vastleggen van de trajecten van hand- en spuitbussen is cruciaal voor de robot om te kunnen schilderen met dezelfde gelaagdheid, compositie en beweging als die van een menselijke kunstenaar.
Het team analyseerde vervolgens elke beweging op snelheid, versnelling en grootte en gebruikte die informatie voor de volgende fase: het ontwerpen van de robot. Rekening houdend met deze gegevens en de draagbaarheid en nauwkeurigheid die nodig zijn voor het kunstwerk, kozen ze voor een door kabels aangedreven robot. Deze kunnen gemakkelijk worden geschaald naar grote formaten. De robot draait op een systeem van kabels, motoren en katrollen. Volgens de ontwikkelaars moet het mogelijk zijn om hem rechtstreeks op een platte structuur van bijna elke grootte te monteren, zoals de zijkant van een gebouw.
Besturing
Voor de derde fase wordt de compositie van de kunstenaar omgezet in elektrische signalen. De figuren vormen een bibliotheek van digitale karakters, die in elk formaat, perspectief en combinatie kunnen worden geprogrammeerd om woorden te produceren die de robot kan schilderen. Een menselijke kunstenaar kiest vormen uit de bibliotheek en gebruikt deze om een kunstwerk samen te stellen.
Zodra het team een volgorde en positie van karakters heeft gekozen, gebruiken ze wiskundige vergelijkingen om trajecten te genereren die de robot moet volgen. Deze algoritmisch geproduceerde banen zorgen ervoor dat de robot met de juiste snelheid, locatie, oriëntatie en perspectief schildert. Ten slotte worden de paden omgezet in uit te voeren motorische commando's. De centrale robotcontroller is geprogrammeerd om motorcommando's duizend keer per seconde opnieuw te berekenen, zodat de robot veilig en betrouwbaar kan functioneren. Eenmaal gemonteerd, kan de robot een kunstwerk schilderen in de stijl van een menselijke graffitikunstenaar.
Het creëren van kunst, vooral schilderen of dansen, behoort tot de meest complexe en genuanceerde bewegingen die mensen kunnen maken. Om robots te maken die de technische dingen kunnen doen die mensen doen, zijn robots die kunnen dansen of schilderen goede voorbeelden. Dit soort vaardigheden demonstreren de buitengewone capaciteiten van robots, maar ze kunnen ook worden toegepast op tal van andere toepassingen.
Doorontwikkeling
Momenteel zijn de plannen van het team voor de robot gecentreerd rond twee hoofdlijnen: het behouden en versterken van kunst. Ze experimenteren momenteel met het reproduceren van vooraf opgenomen vormen op verschillende schalen en testen het vermogen van de robot om grotere oppervlakken te schilderen. Door deze vaardigheden zou de robot vergrote versies van originele werken op verschillende geografische locaties kunnen schilderen en werken van kunstenaars die fysiek niet in staat zijn om ter plaatse te spuiten. In theorie zou een kunstenaar een kunstwerk in het ene deel van de wereld kunnen schilderen, waarna een GTGraffiti robot dat op een andere plaats kunnen uitvoeren.
De robot genereert de kunst dus niet zelf, maar werkt samen met de menselijke kunstenaar zodat deze meer kan bereiken dan zonder de robot. De ontwikkelaars stellen zich voor dat het robotsysteem uiteindelijk mogelijkheden zal hebben die real-time interactie tussen artiest en robot mogelijk maken. Ze hopen technologie te ontwikkelen waarmee een kunstenaar aan de voet van een gebouw in een kleine ruimte graffiti kan spuiten, terwijl de door kabels aangedreven robot het schilderij met reuzenstreken op de zijkant van het gebouw kopieert.
Foto: GeorgiaTech