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3D妄想曲:打印能自我进化的机器人?

2014年10月31日 12:31 PDF版 分享转发

工业革命以来,尽管人类的制造能力随着工具与技术提升而飞速迭代,但与千百年前相比,我们可能只是使用了更复杂的材料与工艺,依然无法与造物主的鬼斧神工相比。

然而3D打印与人工智能的碰撞,似乎在可以预见的未来,将改变这一切,让人类第一次打印可以自我进化的机器人。在百度The BIG Talk第五期活动现场,《3D打印:从想象到现实》作者、康奈尔大学创意机器人实验室主任Hod Lipson畅想了这种可能。

3D打印技术最早出现于上世纪80年代,Hod Lipson关注3D打印技术的最初动力,是想用它制造一些机器人,可以和人一样做事情。机器人并非新鲜事物,今天早已进入大规模制造的阶段,比如至少有上百万机器人在为我们干一些诸如打扫卫生的家务,而汽车工业将近80%的组装流程都在使用机器人。Hod Lipson的颠覆在于,他想自由打印可以自我进化的机器人。

之前人们制造机器人时,所考虑的将其各个部件进行工程化的组合,而3D打印技术的演进所带来的设计自动化,与人工智能的快速发展,将使人们有可能制造出新的机器人。

3D打印技术的关键在于3D打印机的设计,早期的打印机价格昂贵,能打印的唯一材料就是塑料。2006年之后,随着开源打印机的出现,打印机的所有设计蓝图和代码都可以下载,开源的力量开始爆发,3D打印机很快从工业级走向消费级,价格也降低到1000美元左右。此外,打印材料的范围极度扩展,人们几乎可以用任何材料进行打印,既可以用钛金属、陶瓷、木头、玻璃、水泥、纸打印,也可以用其他材料打印沙子,打印黄金,打印食物,打印,乃至打印知识……

下一步就是打印一个可以自我进化的机器人了。

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实现机器人的育种,Hod Lipson的做法是,把所有机器人的骨骼或者是电线等元器件放在一起,通过一个简单的模拟器,使用演进的方式来制造机器人。一开始,组件的选择是随机的,Hod Lioson很快发现那样不行。经过不断尝试,他最终发现有一些部件可以通过某种方式组合在一起,能够产生出一些像手掌一样的部分,随后可以制作出更多的机器人。

生产出很多机器人后,再挑出一些性能比较好的,对它们做一些改善,然后就可以通过一些基本的模拟器进行不断的、非常快速的设计。在几分钟的时间里,一个机器人就诞生了。百万量级的机器人,在快速迭代升级,经过几百万代后,它们的速度越来越快,可以到处爬行。

这些机器人的所有部件,采用“预装打印”的机制,通过3D打印机一次性打印出来。Hod Lipson向大家兴奋地展示着那些性状各异的机器人,有的像一只爬行的蜘蛛,有的带着翅膀可以飞行,最关键的是,“当我们看这些机器人的时候,你必须要记得它们不是由工程师在桌面上设计出来的,它们是自动设计,而且自动制造出来的。”

一旦可以自我升级,机器人进化的速度将大大加速。在Hod Lipson看来,长远来看,机器人通过自我学习,智能不断提高,“我们也不太确定它们学了什么,它们的行为会是什么样子的。”

已经发生的是,3D打印所引领的新一轮工业革命,会全面颠覆许多领域。Hod Lipson列举了10个方面的颠覆:

1.随意的复杂性:打印一个盒子与打印波音飞机的劳动付出相同。

2.品种的随意性:规模经济失效,同等成本下每个产品都可以做到独一无二。

3.无需装备:产品组装环节的复杂性与成本无限降低。

4.零时间间隔:生产过程中环节间的间隔时间趋零,最大限度节约时间成本。

5.创意零限制:前所未有的产品生产方式:所描述即所得。

6.制造零技术:孩子也可以生产枪支,由此也引发了安全控制等问题的讨论。

7.移动化制造:颠覆供应链和分销网络,随时随地的分布式批量制造。

8.生产废料少:在生产过程中,最大限度避免边角料产生。

9.无限材料色度:随意混合材料颜色以实现更丰富的色彩,同时可以把不同的材料混合生产出新的材料。

10.精准重复:几乎零误差的完全复制,让人们可以更快速创新。

在Hod Lipson看来,人类尚处于3D打印技术发展第一阶段的末端,还有哪些阶段呢?

第一阶段,自由地创造新形状。只要能通过计算机描述出来的形状,人们都可以打印出来。对那些无法通过计算机描述形状的人来说,怎么办?将来人工智能可以帮他们设计。想象一下,你需要在墙上安装一个新的支架,只要告诉它需要支撑多重的东西等需求,相关的软件会帮助你进行最优化的设计,并快速打印出来。

第二阶段,自由地创造新材料。利用3D打印机创造新的材料已成为一个趋势,人们可以把不同类型的基础材料,按照不同的方式组合在一起,生产出新的材料。

第三阶段,自由地创造新的活性系统。这也是让Hod Lipson最激动的趋势,用3D打印创造新的活性材料和系统,意味着某一天,人类可以制造出真正生物体意义上的机器人。

如果真有那一天,人们需要思考的问题是,究竟该怎样定义人类?人类应该记住:造物主在时刻关注着人类…

来源:福布斯中文网
责任编辑:尹心荷

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