人工智能解決超過92.4%打印件不粘狀況，Cloud 3D Print云端FDM 3D打印機管理平臺

導讀：近日，中關(guān)村豐臺園3D打印數(shù)字維創(chuàng)中心承辦的“第四屆增材制造創(chuàng)新應用大賽”圓滿落下帷幕，由華人創(chuàng)辦的3D打印科技公司Mech Solutions Ltd及其研究項目“新一代云端3D打印平臺(Cloud 3D Print)”獲得二等獎。

借此契機，我們將揭開“Cloud 3D Print”項目的面紗。

在歐美、日韓等主要的消費級3D打印機市場，普通個人消費者大多購買和使用FDM（熔融沉積成型）技術(shù)的3D打印機，是一種將熱熔性的絲狀材料（比如PLA，ABS，尼龍等）加熱融化成型的方法。這類打印機具有打印成本低，技術(shù)較為成熟的特點，成為家用3D打印方案的首選。

但也是因為它的成本控制等方面限制，這類打印機普遍缺乏強有力的軟件支持，并且還有打印失敗率較高等問題。3D打印是仍在發(fā)展中的前沿技術(shù)，具有非常廣泛的材料門類和應用場合。不同于傳統(tǒng)的噴墨或激光打印，對個人用戶來說，即使相對低端的家用3D打印設備仍存在一定技術(shù)門檻。具體操作上，涉及到多種軟件的安裝調(diào)用、打印質(zhì)量調(diào)試監(jiān)控等難題，打印流程也較為繁瑣。對于普通3D打印用戶來說，想要在家輕松實現(xiàn)3D打印仍不是一件輕松的事。

針對這些市場痛點，周皓亮博士率領(lǐng)團隊在加拿大成立了華人公司Mech Solutions，專門組成起一支龐大的研發(fā)團隊，經(jīng)過2年多的持續(xù)開發(fā)和測試，于2021年12月正式推出了這款Cloud 3D Print產(chǎn)品。Cloud 3D Print是一款面向消費級3D打印市場的管理平臺型應用軟件，客戶群體包括3D打印個人愛好者、3D模式設計者、3D打印教培機構(gòu)以及3D打印機生產(chǎn)商。

Cloud 3D Print是一款基于Golang和Java語言開發(fā)的系統(tǒng)軟件，完全由Mech Solutions的研發(fā)團隊自主進行開發(fā)。用戶在使用前需從產(chǎn)品官網(wǎng)下載軟件到本地，根據(jù)詳細的操作步驟，寫入并安裝在SD卡上。當SD卡插入樹莓派之后，后者將自動識別并讀取指令進行自動運行。之后用戶將輕松實現(xiàn)3D打印機、攝像頭以及應用軟件Cloud 3D Print（支持Windows和MacOS）的無線互通，所有指令和數(shù)據(jù)均在加密狀態(tài)下進行傳輸。

產(chǎn)品目前已有主要功能包括：

1. 在線切片：軟件集成了目前市場上兩款主流的切片引擎Cura和Superslicer，提供在線切片服務，用戶可以根據(jù)需要自行設置切片參數(shù)。同時軟件支持多模型切片功能，提供多樣的自動和手動嵌套方法，并為用戶提供3D模型的渲染和交互式觀看。

2. 遠程監(jiān)控：軟件允許用戶通過一臺攝像頭同時觀察多臺打印設備的工作狀況，并通過軟件在云端或者本地局域網(wǎng)向打印機下達指令，包括噴嘴的移動，打印的啟停等，還可以實時監(jiān)控打印床的溫度，噴嘴的溫度等。

3. 項目管理：軟件為個人用戶提供了一套完整的打印項目管理系統(tǒng)，用戶可新建、上傳打印模型，調(diào)整各類打印參數(shù)，保存切片后的G-Code數(shù)據(jù)，自動生成打印報告。軟件也可以為企業(yè)級客戶定制項目管理系統(tǒng)，按照具體的需求提供多用戶組管理，多打印機管理，打印項目在線協(xié)同等功能。

4. 云存儲：軟件為基本用戶提供了2GB的免費云空間，用戶可以將自己的模型、圖像、視頻等打印相關(guān)文件存儲在云端。遠程的服務器提供了強大的運算和加密功能，保障客戶的隱私和信息安全。同時，軟件也提供了升級套餐，用戶可以按需購買和升級存儲空間。

5. 人工智能出錯檢測AEye助手：該軟件提供了全球領(lǐng)先的AI智能出錯檢測功能，實現(xiàn)了打印過程的有效管理。Mech Solutions的技術(shù)團隊跟多倫多大學合作，在劉星辰博士的帶領(lǐng)下，專門針對對打印件不粘這個在FDM打印機最常見的錯誤進行優(yōu)化，實現(xiàn)了算法的自主創(chuàng)新和應用轉(zhuǎn)化，通過比對數(shù)十個神經(jīng)網(wǎng)絡模型的有效率，成功選出最適合3D打印場景的AI模型，并進行了日以繼夜的參數(shù)調(diào)試和實驗測試，開發(fā)出檢測均值平均精度超過95%以上的智能出錯檢測模塊。該模塊在實際測試中能夠發(fā)現(xiàn)和終止超過92.4%的打印件不粘這類錯誤。

6. 實時視頻流：軟件為用戶提供了遠程實時觀看打印過程的功能。世界各地的3D打印愛好者可同時在線觀看3D打印的直播，加上軟件已有的遠程控制功能，為打印機的閑時租賃和共享打印等最新商業(yè)模式提供了可能。此外，軟件還為客戶提供了延時錄影功能，客戶可以在打印完成后回看打印過程，并將數(shù)小時甚至于數(shù)十小時的打印過程壓縮在短短幾分鐘內(nèi)展示，通過后期制作，為大眾展示精美的3D打印功能。

總結(jié)來說，這個云平臺產(chǎn)品有三大亮點。

一是應用了人工智能和深度學習技術(shù)，通過神經(jīng)網(wǎng)絡模型對打印過程中的出錯情形進行有效識別和干預。用戶通過額外設置一個普通攝像頭在打印機周圍進行實時監(jiān)測，使用戶在下達3D打印指令后無須再長時間守候和觀察，不必擔心打印過程發(fā)生意外并造成耗材的浪費或引起火災等安全隱患。軟件可通過郵件，短信等即時通訊程序及時通知用戶最新打印狀態(tài)，并對出錯狀況發(fā)出人工干預請求或代為進行干預。通過長期的使用該項功能，用戶不僅可以節(jié)省大量的人力物力，還能節(jié)省下一筆可觀的耗材費用。

二是應用了云計算和遠程控制技術(shù)，一方面實現(xiàn)了在線切片，用戶無須額外購買和下載第三方的切片軟件，另一方面實現(xiàn)了在線協(xié)調(diào)工作，通過CRM管理平臺，通過對遠端打印機的實時管理和控制，與用戶組其他用戶共同完成3D打印工作。

三是應用了視頻流技術(shù)，用戶可以在線實時觀看遠端打印機的打印進度，支持延時攝影和錄像，為3D愛好者提供精美的打印回放過程，加倍體驗3D打印的無窮樂趣。此外，我們還在此次大賽中獲悉，Mech Solutions公司仍在開發(fā)Cloud 3D Print的更多功能，包括在模型可打印性的判斷和糾正功能，還有對其他類型打印材料包括金屬打印的支持等等，均會在今年推出并集成到現(xiàn)在的Cloud 3D Print產(chǎn)品上。

項目以其需求明確、高度創(chuàng)新，能切實解決3D打印行業(yè)痛點，且擁有清晰的商業(yè)化規(guī)劃等優(yōu)勢，獲得專家評審的高度好評，并將有很大希望被引進國內(nèi)，為中國的3D打印消費市場提供包括云端切片、項目管理、遠程監(jiān)控和智能檢測等3D打印流程上的完整解決方案。

Mech Solutions的創(chuàng)始人周皓亮博士向南極熊透露，公司的現(xiàn)有商業(yè)規(guī)劃中還包括了3D打印機的生產(chǎn)領(lǐng)域，將推出集成Cloud 3D Print產(chǎn)品的一體化智能3D打印機，為國內(nèi)大眾消費者提供簡單、易用、高效的一站式3D打印解決方案。

在此次大賽獲獎之后，公司有望于今明兩年內(nèi)入駐北京中關(guān)村豐臺區(qū)豐科世紀孵化器，通過和北京市綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會、中關(guān)村認同應用技術(shù)跨界創(chuàng)新聯(lián)盟、中關(guān)村雜志、歐盟科技署（ENRICH），以及3D打印行業(yè)媒體平臺南極熊等深度合作，為3D打印上下游及其相關(guān)行業(yè)企業(yè)提供專業(yè)技術(shù)對接，快速有效的實現(xiàn)公司研發(fā)成果的轉(zhuǎn)化與落地。

日前，該公司剛加入加拿大本地最大的AI孵化器ScaleAI的加速計劃，并成功獲得了海內(nèi)外多家VC基金的青睞和投資意向。相信，Mech Solutions公司在資本和技術(shù)的共同加持下，將顯著展現(xiàn)“創(chuàng)新引領(lǐng)、科技賦能、價值創(chuàng)造”的公司價值和圓滿實現(xiàn)打造消費級全過程3D打印生態(tài)圈的公司愿景。

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