El diseño asistido por computadora (CAD) se ha convertido en el método preferido para la creación de la mayoría de los productos físicos actuales. Ingenieros y diseñadores utilizan esta herramienta para transformar bocetos en 2D en modelos tridimensionales que pueden ser testeados y refinados antes de su producción. Sin embargo, la complejidad del software, que cuenta con miles de comandos, puede resultar abrumadora, haciendo que alcanzar un nivel de competencia real requiera una gran inversión de tiempo y práctica.
Con el fin de facilitar este proceso, un equipo de ingenieros del MIT ha desarrollado un modelo de inteligencia artificial capaz de utilizar el software CAD de manera similar a como lo haría un humano. Este modelo toma un boceto en 2D y genera rápidamente una versión en 3D mediante clics y selecciones, replicando así el comportamiento típico de un ingeniero al usar el programa.
Para lograrlo, han creado un nuevo conjunto de datos denominado VideoCAD, que incluye más de 41,000 ejemplos sobre cómo se construyen modelos 3D en el software CAD. Aprendiendo a partir de estos videos, que muestran paso a paso la construcción de diferentes formas y objetos, el sistema puede operar CAD como lo haría un usuario humano.
Un futuro con asistentes AI en diseño
Con VideoCAD, el equipo está trabajando hacia la creación de un “co-piloto” asistido por IA para CAD. Este innovador instrumento no solo podría generar versiones 3D de diseños, sino también colaborar con usuarios humanos sugiriendo pasos a seguir o ejecutando automáticamente secuencias constructivas que normalmente serían tediosas y consumirían mucho tiempo si se hicieran manualmente.
“Hay una oportunidad para que la IA aumente la productividad de los ingenieros y haga que CAD sea más accesible para más personas”, afirma Ghadi Nehme, estudiante graduado del Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT.
Por su parte, Faez Ahmed, profesor asociado en la misma institución, añade: “Esto es significativo porque reduce las barreras para el diseño, permitiendo que personas sin años de formación en CAD puedan crear modelos 3D con mayor facilidad y aprovechar su creatividad”. Junto a Nehme, Ahmed presentará su trabajo en la Conferencia sobre Sistemas de Procesamiento de Información Neural (NeurIPS) en diciembre.
Clic a clic: El desarrollo detrás del modelo
El nuevo trabajo del equipo se basa en recientes avances en agentes UI impulsados por IA —herramientas diseñadas para utilizar programas informáticos y realizar tareas como recopilar información online o organizar datos en hojas de cálculo. La pregunta que surgió fue si tales agentes podrían adaptarse al uso del CAD, dado que este último abarca muchas más funciones y características que las tareas comunes manejadas por los agentes promedio.
A través de su investigación, el equipo buscó diseñar un agente UI impulsado por IA capaz de tomar control del programa CAD para crear una versión 3D a partir de un boceto 2D. Para ello, primero examinaron un conjunto existente donde objetos fueron diseñados en CAD por humanos. Cada objeto incluía una secuencia de comandos gráficos como “dibujar línea”, “círculo” y “extrusión” utilizados para construir el objeto final.
No obstante, se dieron cuenta de que estos comandos generales no eran suficientes para entrenar a un agente AI para usar realmente el software CAD. Un agente efectivo también debe comprender los detalles detrás de cada acción: ¿Qué región del boceto debe seleccionar? ¿Cuándo debe hacer zoom? ¿Qué parte del boceto necesita extruirse? Para resolver esto, desarrollaron un sistema que traduce comandos generales en interacciones específicas con la interfaz del usuario.
Un avance significativo hacia la automatización del diseño
Finalmente, generaron más de 41,000 videos mostrando objetos diseñados por humanos en CAD, cada uno descrito en tiempo real según los clics específicos y movimientos realizados durante su creación. Esta información fue alimentada a un modelo diseñado para aprender las conexiones entre acciones UI e generación de objetos CAD.
Una vez entrenado con este conjunto conocido como VideoCAD, el nuevo modelo AI puede recibir un boceto 2D como entrada y controlar directamente el software CAD, realizando clics, arrastres y seleccionando herramientas necesarias para construir formas tridimensionales completas. Los objetos van desde simples soportes hasta diseños arquitectónicos más complejos. El equipo planea seguir entrenando al modelo con formas aún más complejas con la visión futura de habilitar co-pilotos CAD para diseñadores en diversas áreas.
"VideoCAD es un valioso primer paso hacia asistentes AI que faciliten la incorporación de nuevos usuarios y automaticen trabajos repetitivos", señala Mehdi Ataei, científico investigador senior en Autodesk Research. "Este es solo un primer cimiento; me entusiasmaría ver sucesores que abarque múltiples sistemas CAD".
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