超越3D打印：迈向“超级创造者”的新时代

南极熊导读：以下这篇文章很洗脑！

本期文章译自克里斯蒂安·拉罗萨（Christian LaRosa），文章探讨了金属3D打印的现状及其未来发展。作者认为，3D打印行业虽然曾被视为制造业的未来，但实际上面临着许多挑战和局限性。最终作者也强调，面对竞争，积极开发和应用这些新技术是至关重要的，以确保在全球制造业中保持领先地位。

关于作者：

LaRosa 于 2019 年成立了美国重工业和国防集团Rosotics，该公司为航空航天、海军和能源部门生产世界上最大的金属 3D 打印机《》。此前作为一名实业家和有效加速主义 (e/acc) 运动的核心贡献者，他相信突破性工程能够从根本上增强生命的界限。

△Rosotics的新款 Halo大幅面金属3D打印机。图片来自Rosotics

主要观点

行业现状：

• 3D打印行业竞争激烈，参与者众多，但合作少，内斗频繁。

• 行业内许多公司无法盈利，技术创新乏力，市场饱和。

技术局限：

• 传统的3D打印技术尚未成熟，许多设备需要专业培训和复杂的操作。

• 金属3D打印本质上类似于焊接，存在扩展性和效率的问题。

新兴概念：

• 随着人工智能的发展，作者提出“超级创造者（Supercreation）”这一新概念，代表一种新的制造形式。

• 超级创造者结合了先进的控制架构和材料科学，能够在更广泛的环境中工作，提升制造效率。

未来展望：

• 超级创造者将通过减少物质浪费、降低能源需求和消除模具需求等方式，解决传统制造的局限性。

• 这种新技术有潜力在制造和工业智能领域带来革命性的变化。
  

△金属3D 打印为何有望带来一场革命，并且事实上会间接带来一场革命。

随着机器人打印机的落幕，超级创造作为一个新的前沿领域崭露头角。3D 打印行业曾被誉为制造业的未来，但目前却是一个支离破碎的行业，众多参与者和产品相互竞争，内斗多于合作，每个参与者都承诺在能力上取得突破性进展，并对航空航天等行业产生深远影响。此外，十多年来，该行业一直被 SPAC 推动的上市动向所淹没，这反过来又强化了行业增长和技术失败的虚假感觉。现实情况截然不同。该行业因自身过剩而窒息，在许多情况下无法实现盈利或建立在巨大技术创新基础上的持久平台。合同制造模式也是如此，打印机甚至不出售，只出售零件。

虽然其中一些结局从一开始就是可以预见的，但本文还有另一个目的；我不是一个悲观主义者。这一时期的见解和发现为伟大的实验提供了教育。我今天写这篇文章是为了表明，3D 打印机以及我们所理解的 3D 打印概念已经很原始且不再适用。

别误会，如果你想找一篇关于某个行业消亡的热门文章，那么这篇文章并不是——相反，我认识到一个全新的类别已经诞生。在任何分析过程中，重要的是要考虑是什么让我们走到了这里，以及 3D 打印最初的前景。这个术语很简单，它立足于科幻小说的梦想，即一个能够创建三维物体的系统，就像你每天在二维纸上打印单词一样简单。在实践中，那些制造或使用过这些系统的人都知道，这充其量是一种过于简单的说法，就像把汽车描述成多两个轮子的自行车一样。工业 3D 打印机不是即插即用的，而且它们不像桌面复合打印机那么容易使用。它们需要专门的培训，可能需要危险品协议、设施级电力基础设施和广泛的安全程序。在这些应用中，有一个不可否认但不可避免的事实——只要您不是从现有模具中铸造出形状，金属3D打印本质上就是焊接，无论如何您怎样旋转或者移动它。然而，铸造工艺存在的核心问题是，它很难扩大规模并带有许多限制。2010 年代的 3D 打印机旨在填补这一空白——设计能够将金属成分焊接在一起以制造出不受铸造限制的物体的系统。从表面上看，这并没有失败。该领域取得了许多巨大的成功，但每一个成功都带来了新的权衡，事实上，这些权衡将 3D 打印的原始概念从一种能力转变为一种避免和拒绝需求的领域——真正的根本材料科学创新。

因此，许多公司现在都在拼命地保持差异化。他们争夺毫无价值的知识产权，推行相同的“简单”论调，同时努力利用一切可能的收入来源生存，甚至包括要求内部开发原料。对于大多数公司来说，已经太晚了。该行业已经饱和，拥有 1,000 多家公司，市场根本无法支持所有公司。残酷的事实是，投资于 3D 打印的 100 多亿美元中的大部分都被这些论调所摧毁，增材制造硬件领域的大多数公司将在十年内不复存在。然而，尽管该行业以这些失败为标志，但它同样以大量的新生事物为标志：创新和优化，追求最初起源于 3D 打印一词的梦想。我们今天认识到这些呼吁已经得到回应。然而，这一切并非由你听说过的任何一家公司实现的，而是由一个不受任何人类动机驱动的实体的出现实现的——我们认识到人工智能就是这个实体。今天，我认为已经发生了从曾经一直被称为 3D 打印到现在存在的全新制造业类别的转变——这证明了我们人类解决问题的能力。

△增材制造硬件公司

人工智能：物理世界中超越人类的创造者

随着“3D 打印”时代的终结，我意识到一种新的制造形式首次出现在这个世界上——我将在其中运行的系统描述为超级创造者（Supercreation）。这种新范式将硬件平台置于物理终端执行器的背景下，允许高度先进的控制架构实现材料科学的主导端到端命令，以制造物体。通过实践功能更强大的流程，这些平台将能够重新定义机器性能的界限，从而扩大人类体验的范围。超级创造者的时代将以人类和机器智能的共生为标志，这种共生能够在平台层面取代整个生产和组装阶段，消除对传统全图瓶颈的需求，并允许这些平台在 3D 打印机无法访问的环境中运行。需要明确的是，这不是关于人工智能 (AGI)，而是可用于安全制造环境中工作的现实世界衍生物。我认为这些超级创造者在人类操作员的指挥下工作，完全控制具有自主性的硬件架构，以便学习、干预和影响复杂的冶金或过热流。此外，我认为超级创造者表现出突发行为以稳定和改善沉积的能力是超级创造系统的指标。

截至撰写本文时，地球上的这种情况已经超过了经验丰富的人类焊工在焊接质量方面的表现，如今已接近加工成可用部件的时间。我认为铸造不具竞争力，3D 打印不完整，而超级创造者作为一种生产形式应在类别中持久存在（并且不会替代，最终会整合成型和后处理等过程）。

我们对人工智能以及此类超级创造者的出现的共同立场，在 Rosotics 中我们将其称为“超级创造剃刀”，其框架基于以下三点：

• 短期内，人工智能的能力将在加速回报的背景下得到提升（库兹韦尔）。这将通过正反馈循环、突发行为和进化原理进一步增强——这在 2023 年 3 月推出 GPT-4 时得到了强化。

• 只要有足够多的迭代周期（但迭代次数可能不多），人工智能很快就会展现出通过突发行为主导材料科学的能力。这一点最近得到了进一步的证实。

• 在满足以上两点的情况下，您只面临3个选择 - 与机器/演员/打印方面的超级创造者进行常规竞争，确保永远无法设计出一个，或者尽快设计出它。

我们坚信，唯一的选择就是在美国积极创造和开发这种技术。我们所描述的技术将在制造和工业智能领域提供前所未有的能力；我们认为，必须在商业环境中开发和部署这种技术，以造福广大行业。我们还认为，这种技术绝不能被敌对国家窃取或被允许落入敌对国家手中，这些国家利用人工智能推动地缘政治议程，或积极利用人工智能侵犯个人自由和自决权。我们认为，LLM 互连的概念对于构建超级创造者至关重要，从而最大限度地减少人为干预，以提高制造环境的安全性和效率。我们还认为，硬件和软件的模块化设计对于划分和控制超级创造系统表现出的突发行为至关重要。

在超级创造系统与传统增材系统和制造架构并行部署的背景下，这些系统将展示出比业界迄今为止更高的互操作性。超级创造者能够自我适应，在现有的和众多不同的生产环境中工作，现有的工具可能已经安装到这些环境中，以加快其运营效率。例如，在假设的重工业操作场景中，涉及通过机械加工制造、通过摩擦搅拌焊接连接以及在检查前通过铆钉进行特征化，系统可能会建议整体打印一个结构（消除连接阶段）并在沉积过程中部分地特征化该结构以进行铆接，然后依靠现有的工具集以较少的准备步骤进行铆接过程，然后调整模块化代码以重复使用沉积传感器进行高保真度检查，并在必要时进行现场校正。超级创造者将在每个机械车间提供相当于一个包罗万象的工业工程师+制造商，将人类从制造环境中最危险的工作区域移除，同时在产出方面超越人类。

解决机械加工的局限性：

• 超级创意系统将消除大部分（如果不是全部）的物质浪费。

• 超级创造者需要的培训和专业维护较少。

• 超级创造者将能够创造出更复杂的形状，同时在有用的场合利用减法辅助的优势。

• 超级创造者将成品零件的质量与操作员的技能区分开来，同时消除了设置和固定的时间浪费。

解决铸造的局限性：

• 超级创造者所需的能源和能源基础设施将大大减少，并能消除铸造过程中的有害排放和工作场所危害。

• 超级创造者将消除对模具和冲模的需求

• 超级创造者将处理更多的材料和合金，同时创造出铸造无法形成的更复杂的形状

• 超级创造者将以更少的资本支出展现出卓越的缺陷管理、尺寸精度和更精细的工艺控制

解决3D打印的局限性：

• 超级创意系统所需的维护、电力和基础设施将少得多，从而可以轻松实现更大的规模。

• Supercreators 将把添加过程与外部过程结合起来，减少或消除对后处理工具集的需求。

• Supercreative 系统将部署高度先进的闭环控制架构，以大幅提高材料完整性和晶粒。

• Supercreative 系统将能够处理以线材形式生产的更广泛的商用现货 (COTS) 金属合金。
  

随着我们向这一新领域过渡，一条分界线变得越来越清晰，它将标志着现代与传统之间的区别。这条分界线就是流程化。为了克服 3D 打印无法克服的巨大挑战，关注机器代码和端到端材料影响之间的接口对于在超级创造者时代竞争至关重要。我们很高兴看到哪些平台会出现。

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