2026/02/10
圖文引用自：techorange.com
生成式 AI 已經徹底改變了數位圖像與影片的創作方式，然而，AI 於「實體世界」的應用卻始終難以普及。舉例來說，在日常生活之中，我們依然很少見到由 AI 所主導，涉及工業設計所打造出來的實體物品，比方說手機殼、花盆、掛勾等等。
麻省理工學院電腦科學與人工智慧實驗室（MIT CSAIL）的研究人員認為，原因在於目前的 AI 模型，依然無法充分理解實體物品的「結構」與「強度」，也就是 AI 雖然可以在電腦上生成 3D 模型，但它卻無法明白物理定律，導致創造出來的實體產品容易損壞。
為了解決上述問題，MIT 博士生 Faraz Faruqi 主導開發出一套新系統，既能夠應用 AI 客製化物品外觀設計，還可以同時確保產品的功能與耐用度，甚至是調整出使用者想要的表面觸感。
透過 AI 打造「既美觀又堅固」的物品
這套結合生成式 AI 與物理模擬的系統被稱為「MechStyle」，由 Faraz Faruqi 及 MIT、Google、Stability AI、美國東北大學共同研究開發，目標是要讓使用者輕鬆創造出「既美觀又堅固」的實體物品。
MechStyle 的運作方式非常簡單。首先，使用者需要上傳一組 3D 模型，例如掛鉤或者從預設素材庫中選擇物品。
接著，使用者需要再向 AI 輸入文字提示，比方說「產生一個擁有仙人掌外觀形狀的掛鉤」，然後 MechStyle 就會開始修改模型的幾何形狀，並且同步進行物理模擬，確保修改後的造型足以承受重量。
最後，MechStyle 會輸出符合使用者外觀設計需求，同時又兼顧結構強度的物品藍圖，讓用戶可以直接進行 3D 列印，把設計帶到現實世界。
動態分析結構弱點，阻止 AI 改過頭
根據 CSAIL 研究人員的說法，過去透過 AI 對實體物品的設計，進行各種客製化、風格化時，經常會帶來意料之外的副作用，大約僅有 26% 的 AI 模型，有能力在兼顧結構強度的情況下，對物品外觀進行大幅修改。
換句話說，由於 AI 根本不懂自己正在修改的物體，是否能夠承受物理壓力，因此研究團隊為 MechStyle 加入了「有限元素分析（FEA）」的模擬技術。
研究團隊解釋，MechStyle 會藉由判讀 3D 模型結構強度的熱點圖（Heat map），從而阻止 AI 於改變物品外觀時，對結構弱點進行過度修改。
採用前述作業方式的理由，在於研究團隊測試了 30 種風格各異的 3D 模型，最終發現維持物品結構強度最有效的方式，就是動態識別弱點區域，再連動調整生成式 AI 的風格設計流程，從而減輕造型改變對物理結構帶來的影響。
此外，為了避免每次修改物品結構，皆要從頭進行一次強度模擬，MechStyle 也具備自適應排程（Adaptive Scheduling）功能，系統只會在 AI 修改了危及結構安全的部分時，才介入並進行物理分析與修正。
研究團隊指出，結合有限元素分析與自適應排程後，MechStyle 可以動態識別物品的結構弱點並微調設計，且當物品的結構壓力達到閾值時，完全停止設計上的修改，或逐步微調以防止高風險區域逼近臨界點，最終輸出強度完整性達 100% 的 3D 模型。…
