Legoブリック利用、製造をより高速に効率的にできるAIツール

October, 3, 2025, Pittsburgh--カーネギーメロン大学(Carnegie Mellon University)コンピュータサイエンスの研究者によって作成された新しいAIを活用したツールは、われわれが物を作り、構築する方法を変える可能性がある。

BrickGPTテキストプロンプトを使用して、人々、さらにはロボットがLegoブロックでアイデアに命を吹き込むのを支援する。「ギター」などの単純な単語を使用して、人またはロボットがそのオブジェクトの物理的に安定したモデルを構築するためのレンガごとのガイドを作成する。このツールは現在、Legoブロックで組み立てることに重点を置いているが、テキストプロンプトを物理的に安定したものに変えることは遊びを超えている。

「この研究は、ジェネレーティブ(生成型)マニュファクチャリングへの道を開く。つまり、ジェネレーティブモデルを使用して、自分で構築できる日常のオブジェクトを設計できるようになる」とUun-Yan Zhuは、話している。同氏は、CMUのコンピューターサイエンスおよびロボット工学のMichael B. Donohue助教授ロボティクス研究所(RI)に属する。
「椅子、ソファ、子供の玩具を作ることができる。これは新しいフロンティアであり、ソーシャルメディアのビデオや写真の作成を超えたこれらのモデルの新しい使用法である。これらのレンガの玩具はシンプルな媒体であり、出発点である。」

研究チームによると、このAIとロボット工学の融合により、新しいものの設計と構築のプロセスがスピードアップする可能性がある。

Changliu Liu、RI准教授は「これは製造業にとって大きな利益になる可能性がある」と言う。「アイデアを物理的なデザインやプロトタイプに変えるには長い時間がかかる。しかし、生成AIをプロセスに統合できれば、効率が大幅に向上し、プロジェクトを開始する際の障害を減らすことができる。」

現在、BrickGPTデモでは、人間やロボットがLegoブロックから巣箱、ソファ、ピアノなど21種類のモデルを構築するためのステップバイステップのガイドを作成できる。ソファを生成したい場合は、BrickGPTに「ソファ」と入力すると、3Dモデルが生成される。次に、アルゴリズムが3Dモデルをレンガ構造に変換し、BrickGPTが構造が安定していることを確認するためにチェックする。人またはロボットアームが手順に従ってソファを構築できる。

BrickGPTをトレーニングするために、研究チームは、詳細なキャプション付きの28,000を超える固有の3Dオブジェクトから作られた47,000を超えるレンガ構造を含むデータセットStableText2Brickを生成した。研究チームは、3D形状の既存のデータセットShapeNetCoreを取得し、これらの形状を小さな立方体のグリッドに変換した。次に、以前の値に基づいて将来の値を予測する自己回帰型大規模言語モデル(LLM)をトレーニングした。たとえば、BrickGPTでは、LLMは前のブリックに基づいて次のブリックを予測し、構造が安定して倒れないようにする。途中でエラーが発生した場合、BrickGPTは戻って不安定なポイントを削除し、構造の安定性を保証する。

「構造が不安定な場合は、ロールバックプロセスがある」とAva Punは言う。同氏は、コンピュータサイエンス学部の博士課程学生。「そのステップでは、モデルはどのレンガが間違っていたか不安定だったかを判断し、その前の時点にロールバックする。物理推論アルゴリズムで不安定性を検出し、構造内の各レンガの安定性スコアを生成する。スコアが十分に高ければ、レンガが安定していたということである。」

研究チームは、このモデルをスケールアップして、現在の21個以上のオブジェクトを生成できるようにしたいと考えている。また、ライブラリ作品の多様性を拡大して、生成されたデザインの精度と複雑さを高めたいと考えている。