關(guān)于制造業(yè)的未來,Skylar Tibbits有一些十分激進(jìn)的想法。
“如果你站在人類的尺度之外看看事物是如何制造的——看看DNA、細(xì)胞和蛋白質(zhì),然后再站在行星的尺度行看一下——宇宙萬物都是通過自組裝完成的?!彼f?!暗窃谌祟惓叨壬?,卻恰恰相反,我們制造出部件,然后迫使它們組裝在一起。”
Tibbits是麻省理工學(xué)院(MIT)建筑系的一位研究科學(xué)家,但他的研究內(nèi)容跟建筑關(guān)系不大。在MIT,他一直在開發(fā)可以通過編程來自行組裝的材料和對象。2011年,他建立了一個(gè)實(shí)驗(yàn)4D打印的實(shí)驗(yàn)室,使用3D打印機(jī)來制造可以生長和改變自己的材料。從那時(shí)起,由Tibbits及其合作伙伴Jared Laucks管理的自組裝實(shí)驗(yàn)室就收到了美國國防部高級研究計(jì)劃局(DARPA)提供的資金去實(shí)驗(yàn)一系列可以通過編程進(jìn)行自我構(gòu)建的材料。比如,他們想出了可以自我組裝的扁平封裝家具,以及可以讓運(yùn)動(dòng)鞋自動(dòng)系鞋帶的織物等。
如今,通過與設(shè)計(jì)師Marcelo Coelho的合作,Tibbits將要把自己的研究用于消費(fèi)電子類產(chǎn)品。Marcelo Coelho在劍橋擁有一個(gè)自己同名的實(shí)驗(yàn)室。
據(jù)了解,這一項(xiàng)目目前仍處于起步階段,他們的目標(biāo)是探索如何用幾個(gè)部件、一個(gè)能量源和正確的相互作用,讓一部手機(jī)可以“打造自己”,這中間無需人類甚至自動(dòng)化科技。據(jù)認(rèn)為,這一項(xiàng)目不僅在一個(gè)實(shí)用水平上展示了Tibbit在自組裝方面的研究,而且它也可能對制造業(yè)產(chǎn)生重大影響。
據(jù)悉,這個(gè)項(xiàng)目的源起是MIT教授David Mellis DIY手機(jī)的一次嘗試,Mellis教授使用一系列開源代碼加上200美元的零部件組裝出了一部具有基本功能的手機(jī)。后來Mellis將這個(gè)項(xiàng)目做成了一個(gè)工具包,引發(fā)了Tibbit和他的團(tuán)隊(duì)的思考:“我們能夠讓它們自行組裝嗎?”
實(shí)際上,在Mellis發(fā)布DIY手機(jī)的幾年前,Tibbits和他的實(shí)驗(yàn)室就有了一個(gè)自組裝手機(jī)的粗糙原型。它是由6個(gè)部件組成的,可以組裝成兩個(gè)不同的手機(jī)。這些部件被放入一個(gè)滾筒裝置里,不停地振動(dòng)旋轉(zhuǎn),直到這些部件組合成手機(jī),根據(jù)滾筒裝置的速度,它可以在一分鐘之內(nèi)組裝完成。
整個(gè)過程看起來十分簡單——要比大多數(shù)自動(dòng)化裝配技術(shù)簡單得多——但是要實(shí)現(xiàn)它可不是那么容易的。第一,滾筒裝置的旋轉(zhuǎn)速度要足夠快,才會(huì)是部件相互碰撞,但也不能太快,否則很容易破損;其次,這些部件本身需要設(shè)計(jì)一系列的鎖鑰機(jī)制,使得部件之間可以正確連接,并阻止錯(cuò)誤的連接;最后,需要有專門的設(shè)計(jì)讓這些部件連接起來后變得牢固,就像膠或尼龍搭扣那樣。在這里Tibbits的團(tuán)隊(duì)使用的是磁鐵。
據(jù)了解,Tibbits和他的團(tuán)隊(duì)從2013年開始就一直致力于這方面的研究,而且對其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和改進(jìn)也有了大約一年的時(shí)間。目前這一技術(shù)的成本很低,而且也經(jīng)過了簡化,但是對于Tibbits來說最令人興奮的是理論上它是完全可以用于規(guī)模生產(chǎn)的。上面所有的環(huán)節(jié)都可以被優(yōu)化:比如您可以使用不同的旋轉(zhuǎn)或搖擺速度,然后扔進(jìn)去1噸的部件以進(jìn)行快速組裝。在實(shí)驗(yàn)室里,他們在旋轉(zhuǎn)裝置上添加了泡沫襯里以避免碰撞,不過Tibbits稱他們?nèi)匀挥懈倪M(jìn)的余地。
對于在制造業(yè)的應(yīng)用,Tibbits說,目前公司一般會(huì)通過兩種方式來保持低成本:轉(zhuǎn)移至海外勞動(dòng)力或自動(dòng)化。無論哪種方式都會(huì)減少就業(yè)機(jī)會(huì)。盡管自組裝方法對于就業(yè)機(jī)會(huì)來說不會(huì)有什么幫助,但是它能夠以更低的成本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
最令人興奮的是該技術(shù)在設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用?!艾F(xiàn)在電話都是預(yù)先定好的,固定的。”Tibbits說:“但想象一下,當(dāng)你把不同的手機(jī)部件放在一起讓它們自行組裝——它們有可能出現(xiàn)不同的功能組合?!甭犐先ビ脩艉孟裨趽u色子?!暗侥壳盀橹梗覀冞€只觸及到它的表面?!盩ibbits補(bǔ)充說。