В петербургском вузе создан уникальный робот-художник, способный рисовать реалистичные картины

«Ты всего лишь машина, только имитация жизни. Робот сочинит симфонию? Робот превратит кусок холста в шедевр искусства?» – вопросы персонажа Уилла Смитта из фантастического фильма «Я, робот» 2004 года сегодня перестали быть риторическими. Искусственный интеллект способен на творческую деятельность в разных областях – это готовы доказать ученые из Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ». Они создали уникального робота-художника, способного рисовать реалистичные картины на холсте.

Перед командой ученых стояла задача – изобрести механизм, способный создавать произведения искусства с высококачественной цветопередачей, которые даже самая искушенная публика не сможет отличить от работ художников-людей. Робот имеет уникальную конструкцию. Кисть и специальная система смешивания краски позволяет улучшить передачу цвета и тона. Краска подается высокоточными поршневыми насосами, а разработанная программа для разбиения изображения на мазки позволяет преобразовать его в машинный код на основе алгоритма градиентного художественного рендеринга. Максимальный размер холста составляет 50 на 70 см.

«Самая интересная часть нашего проекта – это уникальный дизайн автоматической кисти на основе блока высокоточных насосов для краски. Смешивающий блок установлен на координатном станке. В отличие от известных роботов-живописцев, которые смешивают основные краски на художественной палитре или непосредственно на холсте, наш робот реализует смешивание с помощью специального смесителя, созданного с помощью технологий 3D-печати и соединенного с полой кистью. Вторым существенным элементом научной новизны проекта является особый алгоритм синтеза векторной карты мазков на основе исходного растрового изображения. В конечном итоге это позволяет достичь высокого качества и плотности отрисовки, а также существенно увеличить производительность робота», – пояснил научный руководитель команды разработчиков, директор Молодежного научно-исследовательского института СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Денис Бутусов.

Ученые провели тесты, чтобы оценить точность воспроизведения тона на картинах своего робота-художника. Эксперименты подтвердили способность машины передавать полный спектр серых тонов от черного до белого со среднеквадратической погрешностью 5.7%. Машина создает реалистичные изображения в оттенках серого, нанося акриловые краски на холст после обработки исходных фотографий. Анализ гистограммы подтвердил качество передачи тона: нарисованные изображения обладают визуальной эстетикой, присущей настоящим картинам.

«Мы доказали, что наш подход к смешиванию краски «в потоке» эффективен при создании машинной живописи. Сегодня наша машина успешно рисует изображения в оттенках серого автоматически, без какой-либо помощи человека. Следующая задача, которую мы поставили перед собой – усовершенствование робота-художника до создания им реалистичной полноцветной живописи. В планах также улучшить программное и аппаратное обеспечение робота и разработать новую версию машины, пригодную для коммерческих целей», – рассказал разработчик, доцент кафедры систем автоматизированного проектирования (САПР) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Артур Каримов.

Команда ученых ЛЭТИ показала, что искусственный интеллект можно обучить способности к творчеству. Не исключено, что в ближайшем будущем усовершенствованный робот-художник составит конкуренцию живым творцам, а его работы будут участвовать в серьезных выставках и полюбятся многим ценителям искусства.

По мнению ученых, роботизированная живопись может в дальнейшем стать одной из движущих сил в индустрии искусства и развлечений, используемой художниками, типографиями, магазинами, музеями и галереями для создания высококачественных копий художественных работ. Роботы-художники позволят реализовать прецизионные роботизированные технологии реставрации и конформного нанесения защитных покрытий.

Планируется, что уникальная разработка ученых ЛЭТИ будет стартом к решению задачи-максимум – созданию в Санкт-Петербурге современного научно-технологического реставрационного центра «Интеллектуальная реставрационная лаборатория». Его главной задачей станет проведение работ по реставрации, документированию, неразрушающему контролю и мониторингу состояния памятников истории и культуры с использованием новейших лазерных, оптико-электронных и аддитивных технологий, разработанных в ЛЭТИ. В их числе: инновационная технология лазерного 3D-сканирования, которая позволяет создавать виртуальные копии памятников культуры; лазерная и плазменная технологии удаления загрязнений и инактивации микроорганизмов – биодеструкторов памятников истории и архитектуры; компьютерные методы исследования цифровых оптических изображений произведений живописи с целью их атрибуции; интеллектуальные высокозащищенные технологии для обеспечения маркировки, хранения и транспортировки объектов с интегрированными сенсорными системами контроля (интернет «художественных вещей»).

Создание «Интеллектуальной реставрационной лаборатории» позволит повысить научно-технический уровень и качество выполняемых в Санкт-Петербурге реставрационных работ, поможет в решении актуальных проблем сохранения памятников, экспонируемых на открытом воздухе и подвергающихся воздействию разрушающих факторов окружающей среды. Реализация проекта поможет Санкт-Петербургу стать лидером среди всех регионов России по использованию высокоинтеллектуальных инженерно-художественных реставрационных технологий для сохранения культурного наследия.

Источник: Министерство науки и высшего образования.