让AI来做结构设计

起因只是因为我买了一批钻头，想随手画个盒子。然后我想在模型上直接刻上钻头直径，省的我贴标签。然后又想到我经常会买各种规格组合的钻头，每次去建模去修改也挺麻烦的，就准备用openscad做个参数化模型，目标是我只需要输入一堆钻头直径，它就会自动生成合适的模型。然后就想试试看，看AI能否帮我把这个事情给办了。

于是我开了claude 3.5 sonnet，把需求输入进去：

渲染下结果是这样的：

这个结果怎么说呢，有点意思，但很明显有一些小错误，比如文字并没有刻上。我实际看了下是因为它把文字的坐标差了1mm，导致雕了个空气。但这些只是无伤大雅的小问题，我让他自己检查下，告诉他：“标记文字这里好像有点问题，我完全没看到文字在哪里，你检查下是不是坐标错了”，它就自己修好了：

然后这个结果虽然能用，但也太呆板了，我告诉他：“文字这样刻不容易看到，我希望上边做个倒角，然后文字刻在倒角上，你能帮我调整吗？”，结果它就又一次几乎做对了：

当然，实际上文字是并没有刻在模型上的，我这里只是高亮了文字雕刻的部分，来确认发生了什么问题。它把坐标算错了一点点，于是刚好擦肩而过没雕刻上，但它已经几乎做对了。而且说实话我描述的是很含糊的，它完全get到了我的意图。比如我后来换了个AI，这个AI做出来就是这个样子的：

文字没切对位置之类的问题先不提，这个AI完全没理解我做倒角是为了什么，所以它给我整体做了倒角，而不像claude.ai精确的理解我的需求。但claude.ai在细节上算出来的值总是差了几毫米，虽然它几乎是做对了，但还是需要我自己来微调下参数值：

下面需要进一步实现多排堆叠的功能，我告诉他：“下面第二步，因为小的钻头和大的钻头体积相差极大，我需要分两排做，所以你能把代码改成多排设计吗？具体第一排放多大的第二排放多大的可以不用管，你把代码写好，我根据情况调整”，然后它给我做成了这样：

我告诉他：“你理解的不太对，第一排肯定比第二排的钻头小，所以第一排肯定比第二排矮，这样才能实现多排堆叠同时不干扰后面的”。但结果它只是调整了下顺序，整个模型还是和这次差不多。于是我开始喷它：“怎么感觉你还是没get到我的想法？每排都有自己的高度，前排矮后排高，你这里整个就是一个盒子”，然后它给了我这个：

这个模型很显然已经体现了三排堆叠，每排高度不同的效果，只是堆叠的不正确，都混到一起去了。我稍微看了下它的代码，发现它犯了一个弱智错误，继续指出：“你应该知道openscad是functional的吧？这种y_offset=y_offset+xxx的形式肯定是不work的”。然后它意识到自己的错误之后，就改对了：

三排的间距是它自己设置的，只要把参数改成0就会贴合在一起，这恰恰也是我需要的，当然刻字以及钻孔的问题我先忽略，这些都是坐标系数值上的微调。我先让它把核心逻辑做对，于是我接着告诉它：“我看到有一些效果，但还是有根本性的问题。这里最大的问题是宽度不确定，你只能约定一个值。实际上这个值应该用三排里面的最大值。所以你这么做，create_row里传入宽度值，并把钻头孔均匀平铺在这个宽度值内。这样三排就等宽，并且也不会显得很挤了。”

这次的结果和上次差不多，我看了下它内部用了一些比较复杂的坐标系转换逻辑，自己把自己绕晕了。于是继续指出：“create_row这里不需要传入y_pos，默认圆点开始计算，最后整体平移拼接起来。否则有些细节你算不清”。然后它给了我这个结果：

虽然看起来这个结果更糟了，但其实恰恰相反，它已经在逻辑层面做正确了，出错的只是坐标值上的一些偏移量没算好，我简单补偿下就搞好了：

后面我还进行了大概7-8次对话，基本都是在修正各种小问题和小细节，比如我要求他孔要安装中心对齐，孔位要均匀平铺分布，要考虑两边的留白，要调整每层的高度等等。一番对话之后基本达到了我的预期：

打印出来之后把钻头丢进去，发现一个问题，它对于钻头长度的估算太简单粗暴了，直接按照直径乘以一个系数，以至于钻头越粗，对长度的估算就约高估：

继续让它修复，告诉它问题：“但我发现一个小问题，就是钻头的长度估算并不准确，比如3.2mm的钻头长60mm左右，5.2长70，7长85,8.5长90，9.5长95。很显然他们并不按照一个直径与长度完全相等的关系。你应该知道标准钻头的尺寸规格数据，你能否建立一个函数，能更准确的获得钻头的近似长度呢？因为我们的模型长度偏离太离谱了，以致于对于9.5以后的钻头，一半的长度可以磨灭整支钻头，取出很不方便了。”

结果它就按照DIN 338标准，写出了一个分段函数能准确估算钻头的长度。更进一步我要求它把钻头也渲染出来方便我观察它到底做的如何，它也是迅速搞定：

最后打印出来的效果（顺便，这种镶嵌钻头是垃圾，这镶嵌的绝对不是合金钢的，我感觉只是M35高速钢，总之看到这种几块钱一支的称镶的是合金钢的不要买就对了）

其实光这个例子可能大家觉得还不算很夸张，毕竟这个零件比较简单，真自己用solidworks建模也就是分分钟的事，但下一个例子就没这么简单了，这是我朋友的需求，要做一个多口挤出头，能把一段压入的肉泥均匀分配到10个出口。我大概跟ai聊了7个版本，得到最终的结果：

这个和上一个一样，里面没有一行是我写的代码，一切都是让AI写的，我只进行一些参数微调。虽然从外观上看还挺丑的，但这只是因为我不关心外观，这个分配挤出头重点是内部的腔道，因为近得要走的距离比远端要短，所以近处挤出压力小，中心挤出量会大于两边的挤出量，因此要进行压力补偿，我也是把这些问题和思路描述给AI，让它自己构造一个函数能动态调整近端和远端内部的管道直径，从而微调补偿这个压力值：

当然具体的补充值还是需要通过试验确定，但重点是，这样的模型代码可以通过聊天，在半小时左右就能让AI准备好，我们只需要调整参数多打几个模型做下实验就行了，这在以前是不可能的。gpt4刚出来的时候我就评估过它进行3d建模的能力，可以说约等于幼儿园小朋友画画，完全无法实用。但现在claude 3.5 sonnet已经可以用来解决一些事情了，虽然这些模型依然是一目了然般的简单，但记住AI并不像人类一样可以跑下代码看到模型的样子，这里面的一切都是需要自行脑补的。即使是我，也不一定能在不运行openscad观察结果的前提下，完全凭借想象力把代码写正确。曾经我判断AI对三维世界还缺乏足够的理解力，现在我已经不能再这么说了。