Inovasi AI: Agen CAD Ciptakan Objek 3D dari Sketsa, Mudahkan Desainer

Merekah Desain 3D: Era Baru CAD Berkat Kecerdasan Buatan

Di tengah derasnya arus transformasi digital, dunia teknik dan desain terus beradaptasi dengan inovasi terbaru. Salah satu pilar utamanya adalah Computer-Aided Design (CAD), sebuah metode yang tak tergantikan dalam merancang sebagian besar produk fisik modern. Dari gedung pencakar langit hingga komponen mesin terkecil, CAD memungkinkan insinyur dan desainer mengubah sketsa dua dimensi menjadi model tiga dimensi yang presisi. Model-model ini kemudian dapat diuji, disempurnakan, bahkan disimulasikan sebelum akhirnya dikirim ke jalur produksi. Namun, dibalik efisiensinya, perangkat lunak CAD dikenal sangat kompleks. Dengan ribuan perintah yang tersedia, dibutuhkan waktu dan latihan bertahun-tahun bagi seseorang untuk benar-benar mahir menggunakannya. Hambatan inilah yang kerap menjadi tantangan, terutama bagi pelaku industri di Indonesia yang ingin mengadopsi teknologi ini.

Melihat tantangan tersebut, para insinyur dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) kini melangkah maju dengan sebuah terobosan revolusioner. Mereka mengembangkan model Kecerdasan Buatan (AI) yang mampu mengoperasikan perangkat lunak CAD layaknya seorang profesional. Dengan hanya diberikan sketsa 2D dari suatu objek, model AI ini secara mandiri dapat menciptakan versi 3D dengan kecepatan yang mengesankan. Cara kerjanya pun mirip dengan manusia: ia mengklik tombol, memilih opsi file, dan melakukan serangkaian interaksi yang biasanya dilakukan oleh seorang insinyur. Inovasi ini menjanjikan kemudahan akses dan peningkatan produktivitas yang signifikan, bukan hanya di kancah global tetapi juga berpotensi membawa dampak positif bagi industri kreatif dan manufaktur di Indonesia.

Terobosan MIT: AI sebagai Co-Pilot Desain 3D

Tim MIT, melalui penelitian mereka, membayangkan sebuah “CAD co-pilot” yang didukung AI. Alat ini tidak hanya menciptakan versi 3D dari sebuah desain, tetapi juga dapat berkolaborasi dengan pengguna manusia untuk menyarankan langkah berikutnya, atau bahkan secara otomatis melaksanakan urutan pembangunan yang mungkin membosankan dan memakan waktu jika dilakukan secara manual. "Ada peluang bagi AI untuk meningkatkan produktivitas insinyur sekaligus membuat CAD lebih mudah diakses oleh lebih banyak orang," ujar Ghadi Nehme, seorang mahasiswa pascasarjana di Departemen Teknik Mesin MIT.

Pernyataan ini diperkuat oleh Faez Ahmed, profesor rekan di teknik mesin MIT, yang menambahkan, "Ini signifikan karena menurunkan hambatan masuk untuk desain, membantu orang tanpa pelatihan CAD bertahun-tahun untuk menciptakan model 3D dengan lebih mudah dan memanfaatkan kreativitas mereka." Bayangkan saja, di Indonesia, di mana banyak Usaha Mikro, Kecil, dan Menengah (UMKM) ingin berinovasi dalam produk mereka tetapi terkendala biaya dan waktu pelatihan CAD yang mahal, teknologi ini bisa menjadi game changer. Para peneliti, Ahmed dan Nehme, bersama mahasiswa pascasarjana Brandon Man dan postdoc Ferdous Alam, akan mempresentasikan karya mereka di Konferensi Neural Information Processing Systems (NeurIPS) pada bulan Desember mendatang.

VideoCAD: Dataset Revolusioner untuk Pelatihan AI

Kunci dari kemampuan agen AI ini adalah dataset baru yang dinamakan VideoCAD. Dataset ini berisi lebih dari 41.000 contoh bagaimana model 3D dibangun dalam perangkat lunak CAD. Video-video ini secara detail mengilustrasikan langkah demi langkah bagaimana berbagai bentuk dan objek dikonstruksi. Dengan belajar dari volume data visual yang masif ini, sistem AI baru tersebut kini dapat mengoperasikan perangkat lunak CAD layaknya pengguna manusia yang berpengalaman. Proses pembelajaran ini sangat mirip dengan bagaimana seorang desainer pemula akan belajar dari video tutorial, tetapi dalam skala dan kecepatan yang jauh lebih besar.

Bagaimana AI 'Melihat' dan Mengoperasikan CAD?

Pekerjaan tim ini berawal dari pengembangan agen antarmuka pengguna (UI) yang digerakkan AI—alat yang dilatih untuk menggunakan program perangkat lunak guna melaksanakan tugas-tugas, seperti secara otomatis mengumpulkan informasi daring atau mengaturnya dalam lembar kerja. Kelompok Ahmed bertanya-tanya apakah agen UI semacam itu dapat dirancang untuk menggunakan CAD, yang mencakup lebih banyak fitur dan fungsi, serta melibatkan tugas yang jauh lebih rumit daripada yang dapat ditangani agen UI rata-rata. Dalam karya baru mereka, tim tersebut bertujuan untuk merancang agen UI berbasis AI yang mengambil alih program CAD untuk membuat versi 3D dari sketsa 2D, klik demi klik.

Untuk mencapai hal tersebut, tim awalnya menggunakan dataset objek yang dirancang dalam CAD oleh manusia. Setiap objek dalam dataset tersebut mencakup urutan perintah desain tingkat tinggi, seperti "gambar garis sketsa," "lingkaran," dan "ekstrusi," yang digunakan untuk membangun objek akhir. Namun, tim menyadari bahwa perintah tingkat tinggi ini saja tidak cukup untuk melatih agen AI agar benar-benar dapat menggunakan perangkat lunak CAD. Agen nyata juga harus memahami detail di balik setiap tindakan. Misalnya: Wilayah sketsa mana yang harus dipilih? Kapan harus memperbesar tampilan? Dan bagian mana dari sketsa yang harus diekstrusi? Untuk menjembatani kesenjangan ini, para peneliti mengembangkan sistem untuk menerjemahkan perintah tingkat tinggi ke dalam interaksi antarmuka pengguna.

“Misalnya, katakanlah kami menggambar sketsa dengan menggambar garis dari titik 1 ke titik 2,” kata Nehme. “Kami menerjemahkan tindakan tingkat tinggi tersebut ke tindakan antarmuka pengguna, yang berarti kami mengatakan, pergi dari lokasi piksel ini, klik, lalu pindah ke lokasi piksel kedua, dan klik, sambil memilih operasi ‘garis’.” Pada akhirnya, tim menghasilkan lebih dari 41.000 video objek CAD yang dirancang manusia, yang masing-masing dijelaskan secara real-time dalam hal klik spesifik, seretan mouse, dan tindakan keyboard lainnya yang awalnya dilakukan oleh manusia. Kemudian mereka memasukkan semua data ini ke dalam model yang mereka kembangkan untuk mempelajari koneksi antara tindakan UI dan pembuatan objek CAD.

Setelah dilatih pada dataset VideoCAD, model AI baru ini dapat mengambil sketsa 2D sebagai input dan langsung mengendalikan perangkat lunak CAD, mengklik, menyeret, dan memilih alat untuk membangun bentuk 3D lengkap. Objek yang dihasilkan bervariasi dalam kompleksitas, dari braket sederhana hingga desain rumah yang lebih rumit. Tim terus melatih model ini pada bentuk yang lebih kompleks dan membayangkan bahwa baik model maupun dataset ini suatu hari nanti dapat memungkinkan "CAD co-pilots" bagi para desainer di berbagai bidang. Ini adalah langkah maju yang signifikan, khususnya bagi para desainer dan insinyur di Indonesia yang sering menghadapi batasan waktu dan sumber daya.

Dampak dan Potensi AI CAD di Indonesia

Inovasi ini memiliki implikasi besar bagi lanskap industri di Indonesia. Dengan AI yang mampu menangani kerumitan CAD, para insinyur dan desainer dapat memfokuskan energi mereka pada aspek kreatif dan pemecahan masalah yang lebih tinggi, bukan lagi terbebani oleh detail operasional perangkat lunak. Produktivitas dapat melonjak, siklus desain menjadi lebih pendek, dan biaya pengembangan produk dapat berkurang. Bagi UMKM yang bergerak di sektor manufaktur atau kerajinan, teknologi ini bisa menjadi jembatan untuk memasuki pasar yang lebih kompetitif dengan produk-produk inovatif yang dirancang secara profesional tanpa investasi besar pada pelatihan CAD yang panjang.

Selain itu, di sektor pendidikan dan pelatihan vokasi, AI CAD dapat berperan sebagai alat bantu yang luar biasa. Mahasiswa teknik dan desain dapat belajar dengan lebih cepat dan intuitif, mempraktikkan konsep-konsep kompleks melalui simulasi yang dibantu AI. Ini akan menghasilkan lulusan yang lebih siap kerja dan adaptif terhadap tuntutan industri 4.0. Kemampuan AI untuk mengotomatisasi tugas-tugas repetitif juga akan mengurangi kemungkinan kesalahan manusia, menghasilkan desain yang lebih akurat dan mengurangi limbah material dalam proses produksi.

Masa Depan Desain 3D dengan Bantuan Kecerdasan Buatan

“VideoCAD adalah langkah awal yang berharga menuju asisten AI yang membantu orientasi pengguna baru dan mengotomatiskan pekerjaan pemodelan berulang yang mengikuti pola familiar,” kata Mehdi Ataei, seorang ilmuwan peneliti senior di Autodesk Research, yang tidak terlibat dalam studi ini. Ia menambahkan, “Ini adalah fondasi awal, dan saya akan sangat senang melihat penerus yang mencakup berbagai sistem CAD, operasi yang lebih kaya seperti perakitan dan batasan, serta alur kerja manusia yang lebih realistis dan berantakan.”

Visi masa depan melibatkan AI yang tidak hanya mendesain objek, tetapi juga memahami konteks, batasan material, dan bahkan estetika desain. Bayangkan sebuah AI yang tidak hanya membuat model rumah dari sketsa, tetapi juga bisa menyarankan tata letak terbaik berdasarkan kondisi iklim Indonesia, ketersediaan material lokal, dan preferensi budaya. Ini akan membuka dimensi baru dalam inovasi produk, mempercepat pengembangan prototipe, dan memungkinkan personalisasi massal yang sebelumnya sulit diwujudkan. Kolaborasi antara kecerdasan manusia dan kecerdasan buatan dalam desain 3D bukan lagi fiksi ilmiah, melainkan kenyataan yang sedang kita bangun bersama. Indonesia, dengan semangat inovasi yang tinggi, memiliki peluang besar untuk menjadi bagian terdepan dalam revolusi desain ini.