20 juni 2024

Hur utvecklar man en produkt med så lite mänsklig inblandning som möjligt? LiU-studenterna byggde en robot med hjälp av generativ artificiell intelligens.

Kvinnlig doktorand föreläser för masterstudenter i labbet.
Doktoranden Elena Jiménez Romanillos med masterstudenterna Johan Asp, Vivaldus Berglund, Ville Jonsson, Arad Jafari och Fredrik Jarl som arbetar fram en robot med hjälp av generativ AI. Thor Balkhed

Från en första idé med AI-genererade bilder ända till de sista stadierna av optimering. Generativ AI (GAI) har stöttat studenterna genom hela designprocessen.

Manlig student med robot.
Masterstudenten Arad Jafari har arbetat med programmeringen av roboten.Thor Balkhed

− Jag använde främst ChatGPT för att programmera robotens navigering och styrning, säger Arad Jafari, masterstudent i teknisk design.

Programmering

Roboten påminner om en radiostyrd bil, med en liten arm och en gripklo i fronten. Med sensorerna klarar den att köra längs en linjerad väg och stanna på anvisad plats samt plocka upp en liten låda och transportera den vidare.

− Jag har nog alltid varit intresserad av programmering, men mina kunskaper har varit begränsade. Både intresset och min kompetens har ökat med det här projektet. Robotik- och kodning var nytt för mig. Utöver den hjälp jag har fått från AI:n så har ChatGPT också agerat som en digital mentor, säger Arad Jafari.

Hur gick det till rent praktiskt?

− Bland annat fick vi AI-stöd med brainstorming och olika lösningar på kraven vi ställer på roboten. Vilka elektroniska komponenter behövs? Hur fungerar komponenterna och hur ska de kopplas ihop? Här har ChatGPT hjälpt till med att generera all kod för de olika lösningarna.

Robot som rör sig längs en bana.
Roboten är programmerad att följa en streckad linje samt stanna på anvisad plats för att lyfta en låda.Thor Balkhed

Uppgiften inom kursen Konstruktion och produktion var att ta fram ett så kallat proof of concept. Att bevisa att något är genomförbart, i det här fallet genom att designa, konstruera och programmera med hjälp av generativ AI – och utan allt för mycket förkunskaper.

Extern handledare

Studenterna fick stöd av en doktorand och en extern handledare från trucktillverkaren Toyota Material Handling. Handledaren Tomas Jankauskas, senior designer, förklarar varför industrin behöver samarbeta med LiU:

three male students in lab.
Masterstudenterna Vivaldus Berglund, Fredrik Jarl och Ville Jonsson undersöker komponenterna i roboten de byggt med AI.Thor Balkhed

− Vi riskerar att förvandlas till dinosaurier om vi inte tar vara på studenternas nyfikenhet. De står för framtiden. Jag har kommit med några förutsättningar och varit rådgivande, men studenterna har varit drivande i det här projektet, säger han.

Upprepning som metod

Genom att ställa frågor till Open AI-verktygen och ett antal olika verktyg, (som ChatGPT och Vizcom med flera) har de utformat ett fordon med öppet chassi i futuristisk stil. Med hjälp av AI har de också fått instruktioner i monteringen. För att fästa chassin fick de göra små justeringar manuellt. Men i stort sett har de gått från AI-genererade bilder och 3D-modeller på skärmen till 3D-utskrifter direkt i handen. I början var det svårt:

Thor Balkhed

− Det kom ut produkter som hade tre hjul på ena sidan och två hjul på andra. Eller en arm som inte räckte över huven. Mycket som inte fungerade. Fördelen är att det är en snabb process, så man kan misslyckas flera gånger. Det svåra är att bestämma vad man ska gå vidare med, säger Vivaldus Berglund.

Har ni något tips på hur man skriver sina frågor till en AI?

− Vi såg att man kan fråga AI:n om hur man bäst skriver en prompt för att uppnå ett visst resultat. Då blev den slutliga prompten mycket bättre. Ett annat tips är att vara specifik.

Varför är det viktigt att försöka få AI att göra hela jobbet?

− Att rita och programmera tar tid och kostar pengar. Om en tillverkare upptäcker att det går att automatisera så är det förstås intressant, säger Johan Asp.

Man behöver övervaka hela processen väldigt noga och reflektera. 

Men doktoranden Elena Jiménez Romanillos invänder:

− Man behöver övervaka hela processen väldigt noga och reflektera. Man måste förstå vad som händer hela tiden och se misstagen. Annars förlorar man all den effektivisering som kan uppstå med AI, säger hon.

AI förändrar

Samtidigt blir projektet till forskning. Universitetslektorn Torbjörn Andersson och Elena Jiménez Romanillos studerar metoder för inlärning med hjälp av AI. De noterar att verktygen förändrar hur studenterna närmar sig olika utmaningar inom design.

Kvinnlig forskarstuderande.
Doktoranden Elena Jiménez Romanillos.Thor Balkhed

− Det handlar om hur man tar till sig fakta, ser samband, drar egna slutsatser, utvärderar och slutligen kan producera och skapa något nytt. Till exempel varierar användningen av AI beroende på studenternas förkunskaper, säger Elena Jiménez Romanillos.

− Artificiell intelligens i inlärningsprocessen är fortfarande nytt. Det är intressant att se hur studenterna söker information och upptäcker helt nya verktyg, nästan dag för dag, säger Torbjörn Andersson.

Utställning

Studenterna och lärarna deltog på Milano design week, den 15−21 april, tillsammans med Toyotas utställare. De marknadsförde masterutbildningen i teknisk design, och berättade för besökare om sina erfarenheter av att programmera och designa med generativ artificiell intelligens.

Designprocessen med generativ artificiell intelligens (GAI)

Nya verktyg utvecklas hela tiden. Här är några av dem som användes i den här processen.

1. Brainstorming-fasen

Open AI:s GPT och olika bildgenereringsverktyg framställde en mängd koncept. AI:ns snabba resultat underlättar repetitiva arbetsmoment och utökar den kreativa processen.


 

2. Konceptutveckling

Programmet Vizcom användes för att förfina och lägga till detaljer på visuella koncept. Resultatet laddades upp i verktyget CSM/Common Sense Machine som omvandlar bilder till 3D-modeller.

3. GAI i modellering och optimering

Verktyg som Blender och Fusion 360 användes för att förfina 3D-modellen. Fusion 360:s GAI-kapacitet användes för att definiera volymer inom robotens design för komponentplacering. Detta optimerade även formen för att ge ökad hållfasthet med minskad vikt.

 

Utbildning inom design- och produktutveckling

Kontakt

Relaterat innehåll

Mer om AI vid LiU

Senaste nytt från LiU

En man i kostym håller en grön växt i handen.

LiU med i megastudie om klimatbeteende

Vilket är bästa sättet att få oss människor att bete oss mer klimatvänligt? Forskare vid Linköpings universitet och Karolinska institutet har bidragit till en världsomspännande studie för att ta reda på det.

LiU-flaggor framför Kårallen på Campus Valla.

Distanskurser ökar mest när antagningen till hösten är klar

Det första antagningsbeskedet är här. LiU fortsätter att locka studenter och framför allt antagningen till fristående kurser och utbildningar på distans har ökat sedan tidigare år.

Möjligt att förutse nervskador av cancerbehandling

Många kvinnor som behandlats för bröstcancer med en typ av cytostatika, taxaner, får ofta biverkningar på nervsystemet. Nu har forskare vid LiU utvecklat ett verktyg som kan förutsäga hur stor risken är för den enskilda individen.