虛擬未來(lái)：懷疑論者解讀3D打印

邢鴻飛/編譯

目前，個(gè)人3D打印機(jī)可以處理一種材料，比如綠色塑料，每次一種

●3D打印是一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，但可千萬(wàn)別介意以下的夸大其詞：它的影響力無(wú)法估量。

沏一杯茶不會(huì)造成什么傷痛。晨起，我將壺裝滿水，蓋子的塑料頭被我折斷，留下一個(gè)洞。之后每次我倒水都會(huì)有熱氣蒸熏我的手指。你或許會(huì)說(shuō)，又不是什么悲摧的事，大不了也就每天讓人一陣煩心。

以前，我會(huì)只好扔了我心愛(ài)的水壺，要不是破損還真是把好水壺；要是不扔，就自己每天忍受著手指的傷痛。但好在我幸運(yùn)地活在當(dāng)下的世界，還有第三個(gè)選擇：3D打印。打印一個(gè)塑料手柄換上去易如反掌，不是嗎？

畢竟，3D打印機(jī)目前的低價(jià)對(duì)家庭來(lái)說(shuō)可以承受，即使是你買(mǎi)不起，也可以在網(wǎng)上買(mǎi)到各種各樣打印好的物品。支持者們認(rèn)為，此項(xiàng)技術(shù)將革新人們的購(gòu)物方式，甚至改變?nèi)藗儗?duì)日常物品的了解。很快我們就可以下載并打印實(shí)質(zhì)性的物品，就象下載音樂(lè)一樣簡(jiǎn)單，除此以外還可以定制一些個(gè)人需要的物品。不過(guò)這些說(shuō)法中很多聽(tīng)起來(lái)像科幻小說(shuō)，今年，此類炒作愈演愈烈。這一技術(shù)的未來(lái)究竟怎樣，它又將如何改變你我的生活方式？

我對(duì)3D打印的好奇心緣于一次日常經(jīng)歷。曾經(jīng)看到過(guò)相關(guān)的各種報(bào)道，打印的飛機(jī)、電子產(chǎn)品、食品，甚至是人的腎臟，但我發(fā)現(xiàn)他們很難與我的生活有什么關(guān)聯(lián)。弄壞水壺給我?guī)?lái)的壞心情使我關(guān)注科技的潛力。如果我，一個(gè)沒(méi)有多少專門(mén)技能的普通人，能設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單的物品并將其打印出來(lái)，那么我猜想一定有些什么是互相關(guān)聯(lián)著的。

事實(shí)上，用3D打印機(jī)打印定制物品的想法早就吸引著成千上萬(wàn)的人。個(gè)人打印機(jī)擁有量迅速增加，市場(chǎng)已經(jīng)不滿足于從紐約的Makerbot公司和麻省劍橋的Form Labs等制造商那獲得操作便捷的新型個(gè)人用打印機(jī)。

目前此類打印機(jī)的價(jià)格基本在2千美元左右，它們可以用帶噴墨噴嘴那樣的東西創(chuàng)造物品，噴嘴在水平分層噴出滴狀的熱塑料或液體松香。然后冷卻，凝固或者直接接受紫外線照射。噴滴物在一個(gè)底座漸漸地形成模型，然后新的分層在此基礎(chǔ)上不斷累積，一層又一層，形成物體。塑制材料每公斤成本50至100美元不等，它們像線一樣，纏在一個(gè)軸上。據(jù)Makerbot公司的一個(gè)團(tuán)隊(duì)的說(shuō)法，一公斤塑制材料可以制成392個(gè)象棋子。

我自己沒(méi)有打印機(jī)，但讓紐約Shapeways這樣的公司郵寄物品真是再簡(jiǎn)單不過(guò)。如果你在公司的網(wǎng)站上傳一項(xiàng)設(shè)計(jì)，公司會(huì)將你設(shè)計(jì)的物品打印出來(lái)之后郵寄給你。水壺柄這樣簡(jiǎn)單的東西10美元就夠了。如今想在網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫(kù)搜索你想要的東西都非常容易。Thingivers就是個(gè)例子，那里的熱心人會(huì)共享許多計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的資源。在那里你可以找到定做的咖啡杯、三腳架、耳機(jī)配件、3D打印機(jī)的替換零件，還有數(shù)不盡的各種各樣的模型和玩具?？上](méi)東西能修我那可憐的水壺。

沒(méi)有現(xiàn)成的設(shè)計(jì)，我唯一的選擇是從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)零件。為此，我使用了最簡(jiǎn)單的3D設(shè)計(jì)軟件，一種網(wǎng)頁(yè)版程序，稱作TinkerCad。我從很多虛擬的基本圖形開(kāi)始選起：球形，立方形，圓錐狀等等，可以像樂(lè)高積木那樣拼起來(lái)，然后按需要進(jìn)行重組。

快速地開(kāi)始構(gòu)想這一簡(jiǎn)單的物品讓人感覺(jué)到那個(gè)我們一直信誓旦旦的3D打印天堂漸漸遠(yuǎn)去。目前家用打印設(shè)計(jì)時(shí)代里大多數(shù)的設(shè)計(jì)還是那些各種各樣固體塑料的小玩意兒。那再看看各種大膽猜測(cè)：傳統(tǒng)購(gòu)物終將被淘汰，取而代之的是個(gè)性化設(shè)計(jì)并制作我們的所有物品，從電話到衣服。

設(shè)計(jì)生活

個(gè)人3D打印技術(shù)在今后幾年會(huì)失寵，這似乎是命里注定。技術(shù)的發(fā)展史告訴我們，要在生活中站住腳跟，首先要面對(duì)與現(xiàn)實(shí)的、經(jīng)濟(jì)的、法律的以及社會(huì)力量的對(duì)峙。加州伯克利的一位計(jì)算機(jī)科學(xué)家兼作家杰倫·拉尼爾（Jaron Lanier）認(rèn)為：“科技普及的方式是，該技術(shù)的完備條件在初期就嶄露頭角?！薄岸?，之后還有幾十年‘讓人明白’的時(shí)間。”

關(guān)于個(gè)人3D打印技術(shù)的無(wú)數(shù)的 “明白道理”已經(jīng)越來(lái)越明白。目前一些復(fù)雜模型的完工還需要數(shù)小時(shí)，過(guò)程比較緩慢。同時(shí)還有重力和摩擦這兩個(gè)天敵。復(fù)雜模型往往需要額外的材料來(lái)支持不同的部件，以防在打印過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。風(fēng)險(xiǎn)往往就在，物品會(huì)脫離底座，或者各個(gè)層次在打印過(guò)程中彼此脫落，從而使得打印工作不得不從頭再來(lái)。

很多此類難題隨著硬件的完善會(huì)得到解決，但更多未知的困難潛伏在前。哈佛微機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的羅伯特·伍德(Robert Wood)表示，對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，很難用一兩件以上材料打印物品。羅伯特自己想用3D打印機(jī)打印出機(jī)器人。未來(lái)我們想要實(shí)現(xiàn)的一個(gè)例子，比如打印出個(gè)性化電話則會(huì)變得有可能，但目前火候未到。Wood和他的同事們已經(jīng)研發(fā)出了混合打印機(jī)，他們將3D打印技術(shù)與電路的自動(dòng)蝕刻以及超精密微加工融合起來(lái)保證零件發(fā)揮作用。然而，再完整的設(shè)計(jì)也還是需要手動(dòng)安裝微芯片和電池。伍德表示，只要有希望在未來(lái)可以打印這樣的零件，在這條漫漫長(zhǎng)路上，仍將上下而求索。

科羅拉多州柯林斯堡一家3D打印公司的獨(dú)立分析師特里·沃勒思（Terry Wohlers）認(rèn)為，即使有這樣一臺(tái)多功能的打印機(jī)，能夠打印任何你想打印的東西，你還是需要準(zhǔn)備各種各樣的材料在手。他說(shuō)：“如果你家廚房或你車(chē)上有什么東西壞了，你的3D打印機(jī)是否正好有合適的材料可以將它打印出來(lái)？”這并非說(shuō)東西需要用完全一樣的材質(zhì)。比如說(shuō)，拉尼爾非常著迷用石墨烯作為打印材料，理論上它可以用于打印套管、電路、處理器、天線、顯示器等，以及你想打印的電話。盡管用可打印石墨烯做的試驗(yàn)獲得了一些成功，這樣的場(chǎng)景在目前也還只是科幻小說(shuō)的內(nèi)容。

全球范圍內(nèi)，個(gè)人3D打印機(jī)的銷(xiāo)售量迅速增長(zhǎng)，而問(wèn)題仍停留在3D打印機(jī)是否可能大范圍普及上

設(shè)計(jì)并打印一個(gè)水壺的塑料蓋子并非易事

打印工作

根據(jù)沃勒思介紹，這些組合的硬件和材料問(wèn)題說(shuō)明，只有相對(duì)一小部分人會(huì)最終自己打印物品?？赡苄愿蟮那闆r是，像Shapeways這樣的網(wǎng)絡(luò)公司或者也許是臨街的打印店越來(lái)越多。事實(shí)上，Shapeways已經(jīng)邁出了家用打印機(jī)的第一步，它們提供用玻璃、陶瓷和金屬制作的物品。辦公用品供貨商Staples公司將很快開(kāi)始在某些商店提供三維打印服務(wù)。

然而，3D打印面臨的最嚴(yán)峻挑戰(zhàn)可能是人而不是機(jī)器。新罕布什爾州的研究公司Gartner的一位分析師皮特·巴澤里拉（Pete Basiliere）表示：“今天，一個(gè)常人坐在電腦前，打字，點(diǎn)擊打印輕而易舉，而且有些東西就會(huì)從打印機(jī)里出來(lái)?！薄坝辛?D打印，創(chuàng)造的過(guò)程已經(jīng)今非昔比?！?/p>

我試著用TinkerCad來(lái)安排自己設(shè)計(jì)的零件過(guò)程中，這些問(wèn)題對(duì)我來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)。壞了的水壺帽是一個(gè)小的球體，頂上還有個(gè)中空的圓柱體在弧形的邊緣。如果這聽(tīng)起來(lái)很難想象的話，你會(huì)體會(huì)到當(dāng)我想做一個(gè)虛擬的東西出來(lái)有多難。這些還不僅僅是出于美觀的考慮。如果我隨便搞搞，我的東西根本無(wú)法打印，即使是能夠打印出來(lái)，也沒(méi)法安在水壺上。這點(diǎn)事花了幾個(gè)鐘頭。我心里一直沒(méi)底，直到一周后我要的成品寄到手中，我才確信問(wèn)題解決了。

加拿大多倫多歐特克研究公司的軟件設(shè)計(jì)師賴安·施密特（Ryan Schmidt）表示：“我們需要完善這些工具，然后它們才會(huì)對(duì)普通人有用。”與編輯照片或使用文字處理器不同，3D設(shè)計(jì)軟件的問(wèn)題在于如何確定你產(chǎn)品的形狀，這點(diǎn)很難。你不得不用二維顯示器來(lái)看你的3D設(shè)計(jì)，用一個(gè)比喻，好比電視畫(huà)面和舞臺(tái)設(shè)置，不是日常生活中每天離不開(kāi)的東西。

盡管如此，越來(lái)越多的人能夠而且愿意了解3D設(shè)計(jì)，多倫多大學(xué)的研究者馬特·萊托（Matt Ratto）這么認(rèn)為。他提到受歡迎的視頻游戲，拿Minecraft和Spore來(lái)說(shuō)，這兩個(gè)游戲鼓勵(lì)玩家在游戲中使用三維的虛擬物品。像微軟Kinect相機(jī)那樣的3D掃描儀可以使設(shè)計(jì)過(guò)程多少容易一些，將3D打印機(jī)轉(zhuǎn)換為3D復(fù)印機(jī)。Autodesk公司的軟件工具之一可以識(shí)別照片上的物品，然后將它們轉(zhuǎn)換成3D文件。像燭臺(tái)或者你在商店里看到的任何物品，不用購(gòu)買(mǎi)，只要掃描或拍攝，隨后將其打印出來(lái)。

問(wèn)題又出來(lái)了，什么是我們被允許或不被允許復(fù)制打印的東西。正如版權(quán)法規(guī)定我們?nèi)绾温?tīng)音樂(lè)，法律對(duì)于我們?nèi)绾问褂?D打印機(jī)也有說(shuō)法，Public Knowledge公司的律師邁克爾·溫伯格（Michael Weinberg）如此提醒。 Public Knowledge 是華盛頓特區(qū)一家技術(shù)法律咨詢公司。

邁克爾說(shuō)：“你打印出來(lái)的東西可能會(huì)侵犯版權(quán)、商標(biāo)或者設(shè)計(jì)專利?！币虼?，很多公司不會(huì)對(duì)他人剽竊它們的設(shè)計(jì)袖手旁觀。他們會(huì)采取行動(dòng)，就象唱片公司起訴音樂(lè)共享服務(wù)軟件Napster。

溫伯格表示，實(shí)體本身通常不會(huì)侵犯版權(quán)，但它們需要申請(qǐng)專利。而版權(quán)和專利之間的界限并不清晰。比如說(shuō)，一個(gè)電子版的3D文件可以有版權(quán)，但它描述的對(duì)象通常沒(méi)有版權(quán)。溫伯格說(shuō)，現(xiàn)有的法律條文涉及到這些場(chǎng)景，但還沒(méi)有足夠的案例和詳實(shí)的條款來(lái)解釋用3D打印機(jī)打印的什么東西是合法的。

我將個(gè)人設(shè)計(jì)發(fā)送給Shapeways的時(shí)候，腦子里有個(gè)念頭，想到我可能做了什么違法的事。我是不是侵犯了設(shè)計(jì)生產(chǎn)水壺的那家公司的知識(shí)產(chǎn)權(quán)？溫伯格回答說(shuō)可能沒(méi)有，因?yàn)闀簳r(shí)不值得費(fèi)時(shí)費(fèi)力去為設(shè)計(jì)像水壺柄這樣的小東西申請(qǐng)專利。但隨著3D打印技術(shù)越來(lái)越普及，這樣的法律問(wèn)題肯定會(huì)限制我們現(xiàn)有的自由。

鑒于以上這些問(wèn)題，3D打印在我們生活中的位置還會(huì)如此突出嗎？也許最終會(huì)，但做太多關(guān)于某些方式的推測(cè)或許不太明智。無(wú)論如何，經(jīng)過(guò)多年與科技的相伴，我們開(kāi)始理解新型的科技活動(dòng)。溫伯格說(shuō)：“上世紀(jì)八十年代，如果你和他人描述電子郵件，他們可能會(huì)明白，因?yàn)橹坝衅胀ǖ男偶?。但如果你想和他們解釋Twitter是什么，他們會(huì)認(rèn)為你在胡言亂語(yǔ)?！边@只能說(shuō)明，我們現(xiàn)在已經(jīng)習(xí)慣了網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)。

然而，我們可以說(shuō)，個(gè)人3D打印技術(shù)是否能生產(chǎn)出“有用的”物品，這個(gè)問(wèn)題可能問(wèn)的不對(duì)。我們用打印機(jī)打印出來(lái)的各種物品最終可能不是此項(xiàng)技術(shù)影響力的最佳體現(xiàn)。相反，最有意思的變化或許來(lái)自我們學(xué)習(xí)的新技能，以及3D打印激發(fā)出來(lái)的心理狀態(tài)。

玩3D打印說(shuō)明在已知環(huán)境里的萬(wàn)物都可以設(shè)計(jì)出來(lái)，設(shè)計(jì)它的人為我們選擇什么情況下應(yīng)該或不應(yīng)該使用我們的財(cái)產(chǎn)。他們規(guī)定什么時(shí)候我們要買(mǎi)東西，以及我們?cè)撊绾慰焖俚靥幚磉@些東西。在這個(gè)過(guò)程中，我們有更多的發(fā)言權(quán)，但前提是我們要有所選擇。

我從平凡得不能再平凡的事做起，修理自己的水壺，但現(xiàn)在我已經(jīng)明白該如何設(shè)計(jì)并打印各種各樣的東西?；蛟S下一次為我兩歲的女兒打印一些定制的玩具？在她的成長(zhǎng)世界里，她可以掌控玩具的設(shè)計(jì)，如同她決定聽(tīng)什么音樂(lè)，或者在網(wǎng)上看什么視頻，所有這些活動(dòng)都曾經(jīng)只是一小部分人的特權(quán)。她所在的時(shí)代才會(huì)最終決定3D打印技術(shù)的前景。到那時(shí)候，此項(xiàng)技術(shù)最大的影響力將最終凸顯出來(lái)，也就是它會(huì)改變?nèi)祟惖乃季S和世界觀。

至于我初次涉足工業(yè)設(shè)計(jì)，打開(kāi)裝著替換手柄的包裹都讓我有些精神緊張。它能和我的壺匹配嗎？它有用嗎？

幾分鐘后，我用毫發(fā)無(wú)傷的手指抓著個(gè)杯子，松了口氣。心滿意足。