Ученые исследовательской лаборатории робототехники TCS в Индии разработали систему искусственного интеллекта, которая умеет автоматически преобразовывать фото лица человека в в портреты, нарисованные одной непрерывной линией, известной как простая кривая Жордана. Затем роботизированная рука воспроизводит эти портреты на бумаге.

Математика и искусство

По словам Анируддха Сингхала, автора разработки, идея создания такого ИИ пришла к нему во время чтения сборника лучших математических работ. Там он наткнулся на интересную статью о Теореме Жордана. Теорема Жордана в совокупности с математической задачей коммивояжера и индуистской философией натолкнула Сингхала на мысль о превращении математических моделей в искусство.

Кривая Жордана представляет собой одну линию, которая начинается и заканчивается в одной и той же точке, рисует сложное изображение но при этом ни разу не пересекает саму себя. На основе задачи коммивояжера также существует вид искусства, называемый TSP-арт (от английского Travelling salesman problem art). Произведения в TSP-арте создаются путем рисования сложных рисунков одной непересекающейся линией.

Прочитав о кривых Жордана и искусстве TSP, Сингхал попытался автоматизировать процесс создания таких произведений. В сотрудничестве со своими коллегами из TCS Robotics Research Lab он создал ИИ Chitrakar — систему, которая может трансформировать изображение в рисунок, состоящий из одной длинной непересекающейся кривой. На хинди/санскрите слово “Читракар” означает “художник”, “живописец” или “тот, кто создаёт картину”.

Как это работает?

Chitrakar использует современные методы глубокого обучения, чтобы сегментировать человеческое лицо на фотографии, и сочетает это с методами улучшения изображения. Улучшенное изображение разбивается на точки, а потом эти точки соединяются алгоритмом построения TSP. Окончательный маршрут преобразуется в кривую Жордана.

Когда рисунок готов в цифровом виде, манипулятор, также разработанный в TCS Robotics Research Lab, переносит его на бумагу. Роботизированная рука рисует портрет не построчно, как это сделал бы обычный принтер, а последовательно воспроизводит кривую, как это сделал бы живой художник.

Роботизированный манипулятор, может удерживтаь разные типы ручек и карандашей. На создание одного портрета требуется около 30 минут, в то время как живому художнику потребовалось бы намного больше времени.

В будущем разработчики планируют открыть доступ к своему алгоритму всем желающим.

Источник: igate.com.ua