Nvidia AI produce modelli 3D da video 2D, applicazioni di stampa 3D in arrivo?

Il produttore statunitense di GPU Nvidia ha pubblicato un documento di ricerca che delinea un nuovo modello di intelligenza artificiale (AI) in grado di convertire video clip 2D in modelli 3D dettagliati.

La ricerca ha scoperto che gli attuali modelli di intelligenza artificiale generativa faticano a catturare i dettagli più fini degli oggetti, come modelli di texture ripetitivi, colori omogenei e forti variazioni di colore. Si dice che la nuova tecnologia AI di Nvidia, chiamata Neuralangelo, superi questi problemi. Neuralangelo offre modelli ad alta fedeltà e la capacità di tradurre accuratamente le texture di materiali complessi da video 2D.

Come potrebbe svilupparsi l’intelligenza artificiale di Nvidia come strumento di stampa 3D?

Nvidia evidenzia i potenziali vantaggi in particolare per i professionisti creativi, che possono creare rapidamente e facilmente oggetti virtuali utilizzando filmati catturati da uno smartphone. Arte, realtà virtuale, sviluppo di videogiochi, robotica e produzione di gemelli digitali industriali sono stati delineati come potenziali applicazioni di Neuralangelo.

L'azienda ha già dimostrato le capacità ad ampio raggio della sua nuova tecnologia AI, ricreando la scultura del David di Michelangelo e un camion a pianale. Neuralangelo può anche ricostruire ambienti su larga scala. Nvidia ha creato con successo un modello 3D del parco nel campus della Bay Area utilizzando riprese video a volo d'uccello catturate da un drone.

"Le funzionalità di ricostruzione 3D offerte da Neuralangelo saranno di grande beneficio per i creatori, aiutandoli a ricreare il mondo reale nel mondo digitale", ha commentato Ming-Yu Liu, direttore senior della ricerca presso Nvidia e coautore del documento di ricerca. "Questo strumento consentirà alla fine agli sviluppatori di importare oggetti dettagliati - siano essi piccole statue o enormi edifici - in ambienti virtuali per videogiochi o gemelli digitali industriali."

Anche se questo nuovo strumento di intelligenza artificiale deve ancora essere combinato con le applicazioni di stampa 3D, un portavoce di Nvidia ha detto all’industria della stampa 3D che questa potrebbe essere una direzione futura. Attualmente i modelli di Neuralangelo non possono essere stampati in 3D.

È facile immaginare il potenziale dell’integrazione della produzione additiva con Neuralangelo.

Sia esportando la mesh generata dall'intelligenza artificiale come file stampabile in futuro, sia come parte di un gemello digitale. Attualmente, i gemelli digitali vengono sfruttati per le fasi di progettazione e prototipazione dello sviluppo del prodotto e ulteriormente nel ciclo di vita del prodotto.

Conversione di video 2D in modelli 3D con AI

Neuralangelo utilizza Instant Neural Graphics Primitives (NGP) in combinazione con funzioni di distanza del segnale (SDF) per ottenere una conversione video di alta qualità. NGP fornisce strutture a griglia 3D ibride con una codifica hash multirisoluzione. Questa rappresentazione ibrida aumenta significativamente il potere di rappresentazione dei campi neurali e può catturare dettagli a grana più fine.

In effetti, Neuralangelo riprende un video 2D di un oggetto o ambiente e seleziona diversi fotogrammi che evidenziano diversi punti di vista. Una volta determinata la posizione della telecamera di ciascun fotogramma, l'intelligenza artificiale crea un modello 3D approssimativo. Questa resa approssimativa viene quindi ottimizzata, rendendo più nitidi i dettagli e producendo un prodotto finito con elevata qualità superficiale e precisione.

I ricercatori evidenziano due fattori fondamentali per questo approccio. Innanzitutto, utilizzando i gradienti numerici per calcolare le derivate di ordine superiore. Si dice che questo sia fondamentale per stabilizzare il processo di ottimizzazione. In secondo luogo, un programma di ottimizzazione progressiva è vitale per recuperare strutture a diversi livelli di dettaglio. Ciò consente una ricostruzione completa e accurata del modello 3D.

Il progetto Neuralangelo di Nvidia sarà presentato alla conferenza Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR) di quest'anno che si terrà a Vancouver dal 18 al 22 giugno. Neuralangelo sarà presentato insieme a quasi altri 30 progetti, con argomenti che spaziano dalla stima della posa, alla ricostruzione 3D e alla generazione di video.

Intelligenza artificiale e produzione additiva

L’intelligenza artificiale è una delle principali parole d’ordine nel mondo della stampa 3D al momento. Il sondaggio esecutivo del settore della stampa 3D di quest’anno ha evidenziato la generazione automatizzata di modelli 3D AI come parte del futuro della stampa 3D.