4D打印改造下的明日社會(huì )，創(chuàng )新速度將被進(jìn)一步驅動(dòng)

　　“3D打印堪稱(chēng)一項顛覆性的技術(shù)照片批量打印。”日前，李克強總理在主持國務(wù)院專(zhuān)題討論的時(shí)候強調：中國要加快3D打印、工業(yè)機器人等新技術(shù)、新裝備的運用和制造，實(shí)現中國制造水準的躍升。雖然“人”始終是最活躍的因素，但生產(chǎn)工具的變革往往能起到關(guān)鍵作用。

　　李總理吹向“新打印技術(shù)”的風(fēng)，不僅將掀起3D打印技術(shù)熱，也將為4D打印技術(shù)的發(fā)展添柴加薪照片批量打印。那么，在3D打印基礎上增加可自變維度的4D打印，又是一種怎樣狀況呢？

　　而關(guān)于4D我們需要一些基本的了解，在我們最為熟知的概念中普遍認知是2D，也就是在平面上打印，比如打印個(gè)文檔、文件、圖紙、照片之類(lèi)，也就是X、Y的構成維度照片批量打印。而到了3D打印，通俗的理解就是在X、Y維度的基礎上增加一個(gè)Z的維度，就構成了三維立體。但到了4D打印，所增加的維度不再是X、Y、Z所構成的立體維度，而是在這些維度之外所增加的時(shí)間維度。簡(jiǎn)單的理解，所謂4D打印就是在一個(gè)立體的維度基礎上，目前所公認的增加維度，就是時(shí)間。

　　2D、3D、4D，看起來(lái)像個(gè)等差數列，實(shí)際上就是每一級增加了一個(gè)D，即打印出來(lái)的物體增加了一個(gè)維度（dimension）照片批量打印。如果說(shuō)2D是X、Y；3D是X、Y、Z；那么4D則是X、Y、Z的基礎上增加了T。這就意味著(zhù)4D打印融入了時(shí)間，也就是表示4D打印就是打印出可以隨時(shí)間變化而改變的物體，而這種改變我們可以理解為自我組裝。

　　目前國際上對于4D打印的理解主要是基于麻省理工大學(xué)一個(gè)叫NervousSystem的工作室所開(kāi)發(fā)的一套4D打印系統Kinematics的試驗為基礎，那些3D打印出來(lái)的鉸鏈式三角小模塊，在一定的外在介質(zhì)下，可以在特定的時(shí)間實(shí)現自我組裝成各種不同結構的物體照片批量打印。美國麻省理工學(xué)院4D打印項目研發(fā)負責人斯凱拉·蒂比茨表示，“這就像把智慧植入到了材料當中。”而這種“智慧”更專(zhuān)業(yè)的理解為一種增加了時(shí)間維度的自變形要素，這種直接將設計內置到物料當中的4D打印，簡(jiǎn)化了從“設計理念”到“實(shí)物”的造物過(guò)程，即物品在經(jīng)過(guò)基礎打印之后，便不再需要連接任何復雜的機電設備就可以自行變幻成所預設的產(chǎn)品模樣，實(shí)現猶如金剛般“自動(dòng)”創(chuàng )造。

　　從科幻世界走入現實(shí)生活的4D打印照片批量打印，將給我們的生活帶來(lái)哪些改變？又將給包括工業(yè)、農業(yè)、商業(yè)等人類(lèi)社會(huì )的各領(lǐng)域發(fā)展帶來(lái)怎樣的深遠影響？

　　1、4D打印實(shí)現工業(yè)制造集約化

　　“促進(jìn)中國制造上水平，既要在改造傳統制造上‘補課’，同時(shí)還要瞄準世界產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展前沿，加快3D打印等新技術(shù)新裝備的運用和制造照片批量打印。”李總理已經(jīng)對中國制造水平升級提出了明確的要求，我們可以通過(guò)工業(yè)4.0或3D打印，將產(chǎn)品由批量化生產(chǎn)向定制化制造轉移；而在此基礎上發(fā)展出來(lái)的4D打印，則可以在更高層次上解決產(chǎn)品自組裝的問(wèn)題，并且增加產(chǎn)品自行創(chuàng )意變化的環(huán)

　　3D打印技術(shù)的出現，對于幫助解決一些復雜結構的設計有了更為直接的幫助，包括讓一些結構部件變得更輕盈、更結實(shí)，但無(wú)法實(shí)現應對于外力環(huán)境變化而自我驅動(dòng)變化照片批量打印。4D打印技術(shù)的運用，將可以滿(mǎn)足不同環(huán)境的變化。比如運用4D打印技術(shù)的飛機，在面臨特定環(huán)境變化時(shí)可以實(shí)現自我分解，以最為理想的狀態(tài)給乘客提供保護；在航天方面也是如此，我們不再需要帶著(zhù)組裝好的龐大設備進(jìn)入太空，只要帶上材料和4D打印機，或是打印好的材料進(jìn)入太空即可。因為等物品到了太空之后，只要在特定的介質(zhì)觸發(fā)下，太空站、太空服或其他的操作設備都可以自行組裝完成。這將為人類(lèi)更深入地探索宇宙奧秘提供更大的便利。

　　同樣，對于日常的工業(yè)領(lǐng)域而言，4D打印技術(shù)將徹底改變當前制造與商業(yè)的業(yè)態(tài)形式；同時(shí)還將簡(jiǎn)化工業(yè)制造中的多余繁瑣環(huán)節，將浪費降到最低，實(shí)現能源利用最大化照片批量打印。

　　2、4D打印為人體派駐癌癥疫苗

　　借助于3D打印技術(shù)進(jìn)行一些器官、肢體打印并與患者有效匹配，已經(jīng)在醫學(xué)領(lǐng)域被證實(shí)應用的可行性照片批量打印。尤其對于一些相對骨質(zhì)的肢體，應用3D打印技術(shù)更是不在話(huà)下；當然，目前對于一些軟組織器官，3D打印技術(shù)的應用也在不斷嘗試

　　在3D打印技術(shù)發(fā)展的基礎上，4D打印將進(jìn)一步升級腦洞思維、開(kāi)闊視野格局照片批量打印。甚至，人類(lèi)對于4D打印的最具顛覆性技術(shù)應用，將不是局限于器官、肢體的打印，而是人體細胞的打印。通過(guò)打印這些納米級與人體細胞類(lèi)似的藥物細胞，將相對應的癌細胞病毒設置為介質(zhì)觸發(fā)源，然后將其注射到人體內環(huán)境。那么，當這些4D打印的“人體衛士”細胞在體內巡邏時(shí)，一旦遇到癌細胞就能觸發(fā)形變，實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)的藥物釋放，從而將癌細胞病毒消滅，并隨人體代謝排出體外。

　　4D打印在該方面的應用，或許將成為人類(lèi)戰勝癌癥的一條有效技術(shù)通道照片批量打印。由此以后，人類(lèi)體內將常駐“人體衛士”——癌癥疫苗，時(shí)刻監測著(zhù)體內環(huán)境的癌細胞變化，徹底杜絕癌癥病變的機會(huì )。同樣，對于人類(lèi)所接觸的一些未知病毒，也可以借助于4D打印技術(shù)以疫苗的形式注射進(jìn)人體進(jìn)行預防。

　　3、推動(dòng)私人訂制向私人工廠(chǎng)邁進(jìn)

　　在3D打印技術(shù)以前，私人個(gè)性化訂制幾乎不太可能，我們所有的消費只能基于工業(yè)批量化生產(chǎn)而進(jìn)行照片批量打印。對于制造商而言，他們需要通過(guò)對不同零部件及其供應鏈的整合，從而進(jìn)行大規模的工業(yè)化、標準化、自動(dòng)化生產(chǎn)來(lái)降低成本，提升企業(yè)效益，因此很難滿(mǎn)足個(gè)性化需求。但到了3D打印時(shí)代，滿(mǎn)足消費者的個(gè)性化需求將成為生產(chǎn)制造的基本要求，甚至根據用戶(hù)的喜好進(jìn)行私人訂制也不再是什么問(wèn)題。

　　4D打印出現后，其所改變的將不再只是私人訂制的問(wèn)題，而是讓每個(gè)消費者都可以實(shí)現自定義工廠(chǎng)、自主化生產(chǎn)照片批量打印。也就是說(shuō)，未來(lái)我們要選用冰箱，將不再是直接購買(mǎi)一臺龐大的冰箱回家，而只需要購買(mǎi)核心的關(guān)鍵部件，甚至連關(guān)鍵部件都可以自己定義到4D打印機上進(jìn)行打印，通過(guò)不同種材料的打印之后，讓其在我們需要的時(shí)候，進(jìn)行自動(dòng)連接并組裝成為我們所設想和需要的那臺冰箱。當然，在我們的需求出現變化的時(shí)候，也就是說(shuō)我們需要更大的冷凍空間，或要將閑置的保鮮空間縮小，那么冰箱將會(huì )自動(dòng)為我們觸發(fā)組裝，并自我調整空間大小以適應我們的需求。

　　這與私人訂制存在的最大區別是，我們不僅可以表達自己的想法，構建自己的生活，還可以借助于4D打印技術(shù)在家里定義屬于自己的創(chuàng )新“工廠(chǎng)”照片批量打印。

　　4、創(chuàng )新速度將被進(jìn)一步驅動(dòng)

　　傳統工業(yè)制造所面臨的一個(gè)問(wèn)題，就是從產(chǎn)品立項到開(kāi)發(fā)到上市銷(xiāo)售，通常需要經(jīng)歷一個(gè)漫長(cháng)的周期，短則半年，長(cháng)的甚至還有好幾年的照片批量打印。因為這中間牽涉到批量制造的穩定性、模具的制造與壽命等，而這些問(wèn)題都在不同程度上制約了產(chǎn)品創(chuàng )新的時(shí)間周期。

　　4D打印技術(shù)的出現與運用，不僅可以讓我們的想法將被快速打印，而且可以將多種可能的修正要素預設在打印的材料方案中照片批量打印。由此在物品初打印成型之后，我們可以根據自己的想法驅動(dòng)它實(shí)現自我變形、完善、修正，這對于追求創(chuàng )新、個(gè)性、差異化的人群而言無(wú)疑是一件極具意義且妙不可言的事情。

　　而且，這些個(gè)人想法的快速實(shí)現將大大縮短創(chuàng )新的時(shí)間長(cháng)度；對于傳統的工業(yè)化企業(yè)而言也是如此照片批量打印。或許在不久的將來(lái)，因為4D打印技術(shù)的運用，傳統工廠(chǎng)所出售的將不再是產(chǎn)品，而是多年沉淀的技術(shù)與服務(wù)。用戶(hù)通過(guò)購買(mǎi)其技術(shù)能力與制造經(jīng)驗，以協(xié)助自己根據想法創(chuàng )新產(chǎn)品。

　　5、4D打印將顛覆傳統商業(yè)模式

　　隨著(zhù)4D打印技術(shù)的到來(lái)、成熟與普及，我們現在以整體物件銷(xiāo)售為主的模式將得到顛覆，一些關(guān)鍵零部件都將以配件的方式存在于各種商超之中照片批量打印。用戶(hù)所購買(mǎi)的也將不再是已有的產(chǎn)品固態(tài)，而是根據自己的想法購買(mǎi)相應的關(guān)鍵部件，然后將其與所打印的部件進(jìn)行連接，有效實(shí)現“獨一無(wú)二”的創(chuàng )意需求

　　由此所帶來(lái)的商業(yè)模式改變將會(huì )是巨大的照片批量打印。一方面，當前以銷(xiāo)售整體產(chǎn)品為主的商超，未來(lái)或將以提供4D訂制打印服務(wù)與技術(shù)支持服務(wù)為主，不再以實(shí)際整體產(chǎn)品的銷(xiāo)售形式存在；另一方面，一些從事于創(chuàng )意工作的人群，將通過(guò)為消費者提供創(chuàng )意設計，并為其提供4D打印服務(wù)而獲得商業(yè)價(jià)值；此外，還會(huì )催生出以零部件供應為主的各種小型連鎖商超。同時(shí)，基于4D打印技術(shù)運用而帶來(lái)的新商業(yè)模式，還會(huì )對宜家這種以創(chuàng )意設計銷(xiāo)售為主，尚需要用戶(hù)自行組裝完成產(chǎn)品的商業(yè)模式來(lái)說(shuō)，也將會(huì )是一種顛覆，因為4D打印出來(lái)的產(chǎn)品將不再需要組裝。

　　6、知識產(chǎn)權的監管備受挑戰

　　4D打印的發(fā)展，如同3D打印的應用一樣，也在存在著(zhù)“雙刃劍”的問(wèn)題照片批量打印。比如，4D打印可以輕而易舉地打印出槍支器械、毒品、藥品等諸多原本難以想象的物品；甚至DIY的藥物生產(chǎn)，還將打破制作藥物和化合物相對統一和一致的配方，它容許人們設計和生產(chǎn)自己的藥物和強力化學(xué)品。這無(wú)疑將成為監管部門(mén)的噩夢(mèng)。

021yin.com 關(guān)于4D打印的知識產(chǎn)權，或許我們可以打一個(gè)這樣的比方，它就好比小朋友玩積木，搭出來(lái)什么東西就是什么東西。但是在這樣的情況下，又有誰(shuí)能說(shuō)自己搭出來(lái)的東西是專(zhuān)利，具有知識產(chǎn)權，而別人就不可以也搭出同樣或者差不多的東西呢？或許這時(shí)候，關(guān)于專(zhuān)利、知識產(chǎn)權的話(huà)題，可以順勢轉移到積木上，而非積木的搭法。同樣的道理，關(guān)于4D打印的知識產(chǎn)權問(wèn)題，是否也可能會(huì )通過(guò)關(guān)注物的轉移而打開(kāi)一片新的書(shū)面呢？我們拭目以待。

　　4D打印目前在軍事、醫療等領(lǐng)域已經(jīng)展開(kāi)了探索，包括美國軍方在內的機構對于4D打印在軍事領(lǐng)域中的應用投入了專(zhuān)門(mén)的預算費用，相信不久的將來(lái)4D打印將如當前的3D打印一樣走入我們的生活照片批量打印。關(guān)于4D打印方面更多的一些探討與思考，歡迎關(guān)注《4D打?。焊淖兾磥?lái)商業(yè)生態(tài)》一書(shū)。