【プレスリリース公開】機械加工は難しい？「Draw2Cut」ならデザインは素材に描くだけに – Maria Larsson特任助教 (JPN&ENG)｜News｜RIISE

東京大学・メルカリの包括連携プロジェクト「価値交換工学」に所属するMaria Larsson 特任助教らの研究「Draw2Cut」が、東京大学情報理工学系研究科のプレスリリースとして公開されました。

開発したのは、木材のような材料の上に描いた線を認識し、コンピュータ数値制御（CNC）切削機の加工指示を自動生成する、世界初のシステムです。

研究の背景

現代の製品開発やものづくりにおいて、コンピューターで機械を制御するCNC（コンピューター数値制御）マシンは広く使われています。しかし、このCNCマシンを動かすためには、通常、専門的なCAD（コンピューター支援設計）ソフトウェアを使って精密な3Dモデルを作成する必要があり、操作が難しいという側面がありました。このため、CNCマシンを使ったものづくりは、専門知識を持つ人に限られてしまう傾向がありました。
そんなCNC操作の複雑さを解消し、「誰でも直感的にデジタルものづくりを楽しめるようにする」ことを目指して開発されたのが「Draw2Cut」システムです。

Draw2Cutとは

Draw2Cutはその名の通り（Draw to cut : 描いて切り出す）加工したい材料の表面に、直接デザインを描くだけでCNCマシンを動かせるようにする画期的なシステムです。
例えば、材料を垂直に切り込みたいところは赤色のペンで、なだらかに削りたいところは緑色のペンで、というようにユーザーはルールに従って普通のマーカーで材料に指示を描くだけです。システムがそれをカメラで撮影すると、「3Dの設計図（CAD）」を自動で作成し、CNCマシンが指示の通りに材料を切ったり削ったりと、加工してくれるのです。

研究のポイント

難しい機械操作を身近に
Draw2Cutの最大の目的は、CNCマシンの操作を簡単にすることです。特に、これまで必須だった複雑なCADモデリングの工程をなくすことで、デジタルファブリケーションの専門知識がない人でも参入しやすくなります。これは、専門家しか扱えなかった技術をより多くの人が使えるようにする「スキルの民主化」の一歩とも言えます。

材料に直接絵を描いて指示する直感性
加工したい場所に鉛筆で印をつけるように直接絵を描くという操作は、とても直感的で分かりやすい方法です。ペンの色や各種のマークが、ユーザーとCNCマシンとの間の描画用の共通言語となり、「ここは垂直に切りこむ」「ここはなだらかに削る」といった明確な指示を与えることができます。

描いた絵から自動で設計図を生成
ユーザーが描いた絵を、Draw2Cutの視覚システムが「読み取り」、それを基にCNCマシン用の精密な3D設計図（CAD計画）を自動で作ります。ユーザーは絵を描くだけでよく、専門的な設計ソフトを使う必要はありません

子供から専門家まで、誰でも使える可能性
これらの操作性から、CNCマシンやデジタル製作の経験がない初心者ユーザーや、さらには子供でも使えるようになっています。開発プロセスでは様々な経験レベルの人々が関わり、使いやすさが検証されました。また、専門家にとっても設計のアイデアを素早く形にするためのツールとして役立つ可能性があります

今後の展望

線のパターンやシンボルの種類を増やし、表現できる加工の幅をより広げることを目指しています。また、これらのルール（描画用の言語）をカスタマイズすることも可能です。ソースコードはオープンソースとして公開しているので、開発者たちは自分たちのニーズに合わせてカスタマイズが可能です。

論文

Xinyue Gui, Ding Xia, Wang Gao, Mustafa Doga Dogan, Maria Larsson, Takeo Igarashi, “Draw2Cut: Direct On-Material Annotations for CNC Milling,” The Association of Computing Machinery CHI conference on Human Factors in Computing Systems: April 26, 2025, doi:10.1145/3706598.3714281. Link (Publication)

デジタルでのものづくりの扉を大きく開くDraw2Cut。これによりこれからどんな物が生まれていくのか、そしてこのシステムが今後どう進化していくのか、目が離せません！

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【PRESS RELEASE】Cutting the complexity from digital carpentry. Just draw your design on the Material – Project Assistant Professor Maria Larsson

The research project ‘Draw2Cut’ by Project Assistant Professor Maria Larsson and others, belonging to ‘Value Exchange Engineering,’ a comprehensive collaboration project between the University of Tokyo and Mercari, has been announced in a press release by the Graduate School of Information Science and Technology, the University of Tokyo.

The system developed is the world’s first system that recognizes lines drawn on materials like wood and automatically generates processing instructions for Computer Numerical Control (CNC) milling machines.

Background of the Research

In modern product development and manufacturing, CNC (Computer Numerical Control) machines that control machinery with computers are widely used. However, operating these CNC machines typically requires creating precise 3D models using specialized CAD (Computer-Aided Design) software, which can be difficult to master. This has tended to limit manufacturing using CNC machines to those with specialized knowledge.
The “Draw2Cut” system was developed to overcome this complexity of CNC operation and to aim for a future where “anyone can intuitively enjoy digital manufacturing.”

What is Draw2Cut?

Draw2Cut, as its name suggests (Draw to cut), is an innovative system that allows users to operate CNC machines simply by drawing designs directly onto the surface of the material they want to process.
For example, if a user wants to cut the material vertically, they draw a line with a red pen; if they want to shave it smoothly, they use a green pen. Users simply draw instructions on the material with ordinary markers according to the rules. When the system captures this with a camera, it automatically creates a “3D blueprint (CAD),” and the CNC machine processes the material according to the instructions, such as cutting or shaving.

Key Points of the Research

Making Difficult Machine Operations Accessible
The primary goal of Draw2Cut is to simplify the operation of CNC machines. By eliminating the complex CAD modeling process that was previously essential, it becomes easier for individuals without expertise in digital fabrication to participate. This can be seen as a step towards the “democratization of skills,” making technology that was once limited to specialists accessible to a wider range of people.

Intuitive Direct Drawing on Materials for Instructions
The operation of directly drawing on the area to be processed, much like making a mark with a pencil, is a very intuitive and easy-to-understand method. Color line and marks works as a common “drawing language” between users and the CNC machine, and can give unambiguous instructions to the machine, such as “cut straight down” or “instead product gradients”.

Automatically Generating Blueprints from Drawn Pictures
Draw2Cut’s vision system “reads” the picture drawn by the user and automatically creates a precise 3D blueprint (CAD plan) for the CNC machine based on it. Users only need to draw; there’s no need to use specialized design software.

Potential for Anyone from Beginners to Children
Because of aforesaid features, Draw2Cut is usable by beginner users with no experience in CNC machines or digital manufacturing, and even children. In the development process, people with various levels of experience were involved, and usability was verified. It also has the potential to serve as a tool for experts to quickly materialize design ideas.

Future Prospects

We aim to further expand the range of processable materials by increasing the types of line patterns and symbols that can be expressed. Furthermore, it will be possible to customize these color languages. Since the source code is released as open source, developers can customize it to suit their own needs.

Paper

Draw2Cut is significantly opening the door to digital manufacturing. It’s exciting to imagine what new creations will emerge from this, and how this system will evolve in the future!

RIISE 価値交換工学｜Update: 2025.5.1