CAD-MLLM：先進的計算機輔助設計模型生成系統(tǒng)

CAD-MLLM是由上海科技大學、Transcengram、DeepSeek AI和香港大合開發(fā)的一款創(chuàng)新型計算機輔助設計（CAD）模型生成系統(tǒng)。它能夠根據(jù)用戶提供的多種輸入形式（如文本描述、圖像、點云數(shù)據(jù)以及這些輸入的組合）生成參數(shù)化的CAD模型。該系統(tǒng)利用命令序列和大型語言模型（LLMs）對多模態(tài)數(shù)據(jù)進行對齊和處理，從而構(gòu)建出完整的CAD模型。CAD-MLLM引入了一個名為Omni-CAD的大規(guī)模多模態(tài)數(shù)據(jù)集，并配備了新的評估指標，以全面評估生成模型的拓撲質(zhì)量和表面封閉程度。其性能超越了現(xiàn)有的技術方法，展現(xiàn)出對數(shù)據(jù)缺陷的高度魯棒性。

CAD-MLLM的主要功能

• 多模態(tài)輸入處理：能夠處理文本描述、圖像和點云等多種輸入形式，基于這些信息生成CAD模型。
• 參數(shù)化CAD模型生成：系統(tǒng)支持生成可進行編輯和調(diào)整的參數(shù)化CAD模型。
• 數(shù)據(jù)集構(gòu)建與注釋：引入Omni-CAD數(shù)據(jù)集，包含文本描述、多視圖圖像、點云及其對應的CAD命令序列。
• 創(chuàng)新的評估指標：通過新的評估標準，來評估生成CAD模型的拓撲質(zhì)量和表面完整性。
• 魯棒性：在處理噪聲和缺失數(shù)據(jù)方面表現(xiàn)出卓越的魯棒性。
• 交互式設計：用戶可通過簡單的指令和插圖輕松設計CAD模型，使非專業(yè)人士也能實現(xiàn)設計想法。

CAD-MLLM的技術原理

• 命令序列表示：將CAD模型的命令序列向量化，以適應大型語言模型（LLMs）的學習需求。
• 多模態(tài)數(shù)據(jù)對齊：運用先進的LLMs對不同模態(tài)數(shù)據(jù)與CAD模型的向量表示進行對齊，使模型能夠理解和處理多種輸入。
• 網(wǎng)絡架構(gòu)：網(wǎng)絡架構(gòu)包括視覺數(shù)據(jù)對齊、點數(shù)據(jù)對齊和大型語言模型三個模塊，支持跨模態(tài)輸入。
• 共享特征空間：非文本輸入通過凍結(jié)的編碼器處理后，利用投影層將特征對齊到共享的LLM特征空間。
• 低秩適應（LoRA）微調(diào)：基于整合提示與多模態(tài)嵌入，應用低秩適應（LoRA）技術對LLM進行微調(diào)，從而生成精準的CAD模型。
• 數(shù)據(jù)增強方法：提出數(shù)據(jù)注釋流程和數(shù)據(jù)增強方法，生成新的多模態(tài)條件CAD數(shù)據(jù)集Omni-CAD。

產(chǎn)品官網(wǎng)

• 項目官網(wǎng)：cad-mllm.github.io
• arXiv技術論文：https://arxiv.org/pdf/2411.04954

CAD-MLLM的應用場景

• 工業(yè)設計與制造：幫助設計師和工程師快速生成和修改復雜的工業(yè)產(chǎn)品CAD模型，從而加速產(chǎn)品開發(fā)流程。
• 建筑與工程：使建筑師和結(jié)構(gòu)工程師能夠從現(xiàn)場照片或地形數(shù)據(jù)生成精確的CAD圖紙，提高設計和規(guī)劃效率。
• 汽車行業(yè)：汽車制造商可從概念草圖或描述中生成精確的汽車零部件CAD模型，優(yōu)化設計和制造流程。
• 航空航天：在航空航天領域，通過復雜的設計要求和性能參數(shù)生成飛機和航天器的零部件及結(jié)構(gòu)的CAD模型。
• 教育與培訓：降低學生和新手的學習曲線，提高教學效果。

常見問題

• CAD-MLLM支持哪些輸入格式？：系統(tǒng)支持文本描述、圖像、點云等多種輸入形式。
• 生成的CAD模型是否可以編輯？：是的，CAD-MLLM創(chuàng)建的模型是參數(shù)化的，用戶可以對其進行編輯和調(diào)整。
• 如何評估生成的CAD模型質(zhì)量？：CAD-MLLM引入了新的評估指標，專門用于評估模型的拓撲質(zhì)量和表面封閉程度。
• 該系統(tǒng)適用于哪些行業(yè)？：CAD-MLLM廣泛應用于工業(yè)設計、建筑與工程、汽車制造、航空航天等多個行業(yè)。