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智东西(公众号:zhidxcom)
文|国仁

百度BIG大会第五期主题本为“机器人与未来”,但我听到了一场异彩纷呈的关于“3D打印”的未来演讲,分享来自康奈尔大学创意机器人实验室主任Hod Lipson(胡迪·利普森)。其本人是《3D打印:从想象到现实》作者。

Lipson是用不到1个小时的时间,将其所著这本书的精髓进行了阐述,并结合到机器人的制造和想象。Lipson讲到的核心干货信息包括:

一、3D打印带来的10种颠覆

1、复杂性免费(Complexity is Free)

通过3D打印复杂的产品和简单的东西成本是一样的。这是违规人类常理的,通常情况下,我们制造更复杂物体的成本总是会更高。

2、不受数量限制(Variety is Free)

不管是你打印1个,还是1万个同样的产品,
是一样的。这也是对传统制造方式的颠覆,通常我们制造越少数量的产品,单个成本越高,但是3D打印会大破这种规律。

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3、无需装备(No assembly required required)

无需组装工具,同时减少组装的成本,3D打印出来的就是一个完整功能的产品。在常规制造中,制造一个复杂产品,往往花费在装备上的工具和人工成本占有很高一部分。

4、零间隔时间(Zero Lead Time)

从个体试生产,到批量生产,中间的时间间隔可以几乎为零。而在常规生产中,从个体样本的成熟过渡到大批量生产,要在原材料、制造设备和生产线等方面做繁琐的准备工作。

在智能手机领域,这方面的问题已经非常明显,无论是小米、锤子还是苹果公司,一个全新的产品都会面临产能的问题,以3D打印的方式制造产品则不会有这样的麻烦。

5、零限制(Zero constraints)

通过3D打印,可以制造非常复杂,几何形状毫无限制的产品,甚至我们之前完全无法理解可以制造的形状,只需在电脑里设计好相应的3维图案即可。

6、零技术制造(Zero skill manufacturing)

3D打印的出现可以让普通人也能制造复杂的产品,小学生也可以利用3D打印技术,制造产品,而不需要专门的培训。

一个极端例子是,如果有相应的数据文件和3D打印机,小学生也能生产枪支。

7、便携甚至可以手提的设备

传统的制造设备智能固定在一处,特别是大型制造设备。3D打印机可以便携到随时带走,3D打印成为一种全新的分布式制造模式,比如让多个可以飞行的3D打印机一起协同打印出一个产品。

8、生产废弃料少(Less waste by-product )

这一点非常明显,3D打印是针对设计好的形状一点一点补全,不会浪费掉原料的使用。

9、无限材料的色度

这是3D打印至关重要的一点,在2001年~2006年的3D打印早期发展阶段,能够打印的材料主要就是软塑料,现在的3D打印机能够打印的材料已经超出我们的想象。甚至可以同时打印不同颜色的活体细胞,制造出一个人体心脏瓣膜,这样的制造能力,正在赶超大自然。更多材料的打印包括打印事物(披萨、蛋糕等)、打印钛金属、沙子等等,甚至打印大型建筑。

10、精确重复。

3D打印还能颠覆传统制造的一点是,可以精确地复制一个物品,就像我们用复印机复印一张纸一样。

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(利用3D打印技术制造的机器人)IMG_7128
(利用3D打印技术制造的机器人) IMG_7129
(利用3D打印技术制造的机器人)

3D打印未来的3个发展阶段:

Lipson认为3D打印带来的以上10个革新是已经发生的,那么3D打印的下一步是什么?现在还只是一个阶段的开始,未来会有3个发展阶段:

阶段一:自由地制造新的形状,这在人类历史上是巨大的突破,这是现在3D打印技术正在尝试,也是通常展示给普通人关于3D打印是什么,最直观的演示。

阶段二:自由地创造新材料。现在3D打印技术只能提供不同的打印原材料,或由不同的材料进行混合。回来3D打印将可以任意地制造新的材料,只需你对材料的特性进行更好地定义,这将是一个巨大的突破。

阶段三:自由地创造新的活动系统。

简单的讲,就是3D打印不再是打印一个单一材料的物品。而是打印一个包含了多种材料、多种结构的可活动的系统,比如打印一个完整的扬声器,包括电磁铁部分、线路部分等等。

说到这里,就将3D打印同机器人制造联系起来了。如果3D打印能够打印立体的整合系统,比如打印机器人,机器人制造就变得更为简单。

现在的科学家们只是用3D打印制造了机器人的身体,未来希望可以做到的是打印电池和线缆,不受限于长宽高和何形状。

3D打印如何引领工业革命?

Lipson认为3D打印会带来第四次工业革命,前面三次分别是蒸汽机出现、计算机出现和互联网出现。他总结一项技术带来工业革命都会有一个核心的共同点,就是将某种强大的需求成本将为0或者极低。

比如如果我们回顾工业革命,第一次是随着蒸汽机出现,导致电力这个强需求的产品,成本变得极为便宜。第二次则是计算机的出现,导致计算成本变成0的时候。第三次则是互联网通信技术的出现,让通信的成本降为0的时候。

现在第四次工业革命将由3D打印引起,3D打印改变的是将制造复杂性物品的成本降为0。

机器人:没那么简单

虽然到场的MIT电脑与人工智能中心主任Daniela Rus(丹妮拉·鲁斯)和康奈尔大学创意机器人实验室主任Hod Lipson(胡迪·利普森)都是机器人方面的顶级专家,但关于机器人的发展,还有居多屏障需要解决,但关于3D打印对推动机器人制造的讨论则十分现实。

也就是我的主题,只有颠覆性的3D打印技术将是人工智能的重要基础。

对于机器人未来的发展,两位有两个观点非常具有前瞻性,Daniela Rus认为我们要更快地制造机器人,可以用一种分解制造的方式来实现,比如一个机器人手臂可以分别成相应的模块生产来组合。而Lipson提出一个更有想象力的方向,让机器人自己制造出来,就像生物进化一样,让机器人本身经过上百万次的自己迭代,生产出来,这种想法不可思议,但他现场却是展示出了这种可以做简单运动的机器人,就像人类发展早期从细胞到的细胞生物的发展过程一样。

听完两位的分享,明显感觉脑子不够用。但非常兴奋的是,我们活在这样一个技术充满未知和颠覆的时代,下一个10年,20年也许我们就能看到这些技术对我们生活的颠覆。