關于制造業(yè)的未來,Skylar Tibbits有一些十分激進的想法。
“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、細胞和蛋白質,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?!?/p>
Tibbits是麻省理工學院(MIT)建筑系的一位研究科學家,但他的研究內容跟建筑關系不大。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,他建立了一個實驗4D打印的實驗室,使用3D打印機來制造可以生長和改變自己的材料。從那時起,由Tibbits及其合作伙伴Jared Laucks管理的自組裝實驗室就收到了美國國防部高級研究計劃局(DARPA)提供的資金去實驗一系列可以通過編程進行自我構建的材料。比如,他們想出了可以自我組裝的扁平封裝家具,以及可以讓運動鞋自動系鞋帶的織物等。
如今,通過與設計師Marcelo Coelho的合作,Tibbits將要把自己的研究用于消費電子類產(chǎn)品。Marcelo Coelho在劍橋擁有一個自己同名的實驗室。
據(jù)了解,這一項目目前仍處于起步階段,他們的目標是探索如何用幾個部件、一個能量源和正確的相互作用,讓一部手機可以“打造自己”,這中間無需人類甚至自動化科技。據(jù)認為,這一項目不僅在一個實用水平上展示了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,這個項目的源起是MIT教授David Mellis DIY手機的一次嘗試,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。后來Mellis將這個項目做成了一個工具包,引發(fā)了Tibbit和他的團隊的思考:“我們能夠讓它們自行組裝嗎?”
實際上,在Mellis發(fā)布DIY手機的幾年前,Tibbits和他的實驗室就有了一個自組裝手機的粗糙原型。它是由6個部件組成的,可以組裝成兩個不同的手機。這些部件被放入一個滾筒裝置里,不停地振動旋轉,直到這些部件組合成手機,根據(jù)滾筒裝置的速度,它可以在一分鐘之內組裝完成。
整個過程看起來十分簡單——要比大多數(shù)自動化裝配技術簡單得多——但是要實現(xiàn)它可不是那么容易的。第一,滾筒裝置的旋轉速度要足夠快,才會是部件相互碰撞,但也不能太快,否則很容易破損;其次,這些部件本身需要設計一系列的鎖鑰機制,使得部件之間可以正確連接,并阻止錯誤的連接;最后,需要有專門的設計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的團隊使用的是磁鐵。
據(jù)了解,Tibbits和他的團隊從2013年開始就一直致力于這方面的研究,而且對其進行實驗和改進也有了大約一年的時間。目前這一技術的成本很低,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或搖擺速度,然后扔進去1噸的部件以進行快速組裝。在實驗室里,他們在旋轉裝置上添加了泡沫襯里以避免碰撞,不過Tibbits稱他們仍然有改進的余地。
對于在制造業(yè)的應用,Tibbits說,目前公司一般會通過兩種方式來保持低成本:轉移至海外勞動力或自動化。無論哪種方式都會減少就業(yè)機會。盡管自組裝方法對于就業(yè)機會來說不會有什么幫助,但是它能夠以更低的成本實現(xiàn)自動化。
最令人興奮的是該技術在設計方面的應用。“現(xiàn)在電話都是預先定好的,固定的?!盩ibbits說:“但想象一下,當你把不同的手機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?,我們還只觸及到它的表面?!盩ibbits補充說。