《超級裝備》專訪| 盧秉恒院士：有一種幸福叫有夢想

智能裝備，是大型紀錄片《超級裝備》所要展現(xiàn)的重要內(nèi)容,。3D打印，作為智能裝備的重要組成部分，將為人們呈現(xiàn)人類智慧,、想象力與科技進步之間的關(guān)系,。2018年1月25日，中國3D打印技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物盧秉恒院士,，在北京接受了總導(dǎo)演韓晶的訪問,。

Q：盧院士您好!得知您剛剛病愈出院就趕去武漢開會，現(xiàn)在又舟車勞頓從武漢趕來北京接受《超級裝備》的訪問,，非常感謝您對節(jié)目的支持,。作為3D打印技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，您第一次接觸3D打印是什么時候,？

A：1992年我在美國做訪問學(xué)者,，參觀了底特律的福特汽車工廠，他們用3D打印來開發(fā)汽車的樣車,，當時我看了很感興趣,。1993年回國后，西安有個軍工廠想上這個技術(shù),，他們就找到我對項目進行論證,。當時，他們已經(jīng)安排好要進口3D打印設(shè)備,，后來因為經(jīng)濟情況發(fā)生變化就沒有采購,。我就想，既然國內(nèi)對3D打印那么感興趣,，而進口設(shè)備的價格又那么高,，我們?yōu)槭裁床蛔约洪_發(fā)一個呢？

Q：一次偶然的機會您與3D打印初遇,，回國后看到國內(nèi)又有需求,，所以就決定去做這件事了。但我好奇的是,，1993年您已經(jīng)年近半百了吧,？一個人在四五十歲的時候，想重新開始做一件全新的事,，而這件事國內(nèi)還沒有人做過,，這需要非凡的勇氣。那么,，到底是什么原因促使您作出決定,，把自己的下半輩子跟3D打印牢牢捆綁在一起呢？

A：當時也有人勸我,，做這個技術(shù)開發(fā)需要很多資金,，你沒有錢怎么辦？我覺得錢是人找來的，只要社會有這種需求,，就肯定能找到錢做這項技術(shù)的開發(fā),。當時我就用自己做科研剩余的一二十萬經(jīng)費，先做了一個原理性研究,。

94年我到北京參加一個先進制造技術(shù)會議,，當時我是副教授，沒有安排我發(fā)言,。到了自由發(fā)言環(huán)節(jié),，我就上臺把這項技術(shù)給大家作了介紹�,？萍疾恳晃活I(lǐng)導(dǎo)聽了很感興趣,，就讓我寫一份建議書給他。由于時間倉促,，我只寫了四五頁紙就交給他了,。半個月后，我接到一個通知,，部里準備派人來我那兒考察,。

后來是當時工藝司的副司長崔賢杰來考察的。我加班做了一臺樣機,，雖然很簡陋,，但是把原理都展現(xiàn)了，軟件硬件模型也都有,。他看了以后很滿意,，就跟西安交大簽了一份250萬元的支持協(xié)議。

若干年之后,，我跟他又見面時,，他告訴我，當時他和我一握手,，發(fā)現(xiàn)我手上有老繭,，就覺得把項目交給這個人比較靠譜，因為這個人有實踐工作經(jīng)驗,。我之前在工廠干了十一年,，車銑铇磨全都做過，所以留下了老繭,。

Q：跟你一握手就知道您是一位實干家,，而不是空想家。從1993年您第一次接觸3D打印到今天,，已經(jīng)二十五年過去了,，3D打印這個詞也從陌生變成了耳熟能詳。現(xiàn)在大家都知道,，金屬打印和生物打印是3D打印技術(shù)領(lǐng)域比較重要的兩塊,，而生物3D打印也正是您的團隊的最大亮點，包括首例人工椎骨的打印并成功植入人體,。您能談?wù)勆��?D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用以及它的未來前景嗎,？

A：首先，3D打印是一項完全數(shù)字化的技術(shù),，可以精確控制材料疊加到哪一個點,，非常靈活。人體的骨骼,、器官都是個性化的,，形狀又很復(fù)雜，只有3D打印能滿足它復(fù)雜而個性化的需求,，所以3D打印技術(shù)應(yīng)用于生物醫(yī)療領(lǐng)域,，就得到了快速的發(fā)展。在骨科手術(shù)中,，它可以為醫(yī)生提供手術(shù)方案和醫(yī)療模型,，可以個性化再造由于交通事故、癌癥治療手術(shù)取掉的骨頭,，而且人工內(nèi)置物做得非常精確,。

就像我們用生物3D打印技術(shù)做的人工下頜骨，做了二十幾個病例,，個個都很成功,，給患者帶來了福音。

在科研上討論得最熱的怎么制造活性器官這方面,，包括人造皮膚,、人造角膜、人造心臟瓣膜,，以及人造的肝臟,、腎臟、心臟等,，前景也非常廣闊,。當然，路也很長,，因為涉及到對人體的影響,，要非常謹慎，不能光看正面,，還得考慮有沒有負面作用,，要經(jīng)過大量的臨床驗證,，取得大量數(shù)據(jù)。

Q：您剛才為我們展望了通過生物3D打印技術(shù)打印活體器官的未來前景,，這是不是意味著,，在不遠的將來，如果我們的某個臟器得了癌癥,，我們可以打印一個新的臟器,，來替換掉那個病變器官對吧？這讓我想起Facebook的創(chuàng)始人扎爾伯格以及《從零到一》的作者彼得·蒂爾,，他們都曾對人類的壽命延長抱有信心,，甚至表示“長生不老”將會在本世紀內(nèi)實現(xiàn)。那么,，您認為通過3D打印技術(shù)結(jié)合合醫(yī)療手段,，克服人體的衰老和病變，有可能在未來實現(xiàn)嗎,？

A：延緩人體衰老以及人有沒有可能實現(xiàn)長壽,，這主要有待于基因科學(xué)的研究。今天早上我看到我們在這方面又取得了很大進展,，上海的一家研究所克隆出兩只猴子,，我想這也是人類在這方面取得的一大進步吧。我們在生活中的各種遭遇,，因為受傷,、局部病變導(dǎo)致一些器官受損，這個時候,，3D打印技術(shù)就為再生醫(yī)學(xué)開辟了一條非常好的路,。

制造活體器官，與基因科學(xué)相輔相成,，基因科學(xué)延緩人體衰老,，而3D打印技術(shù)則讓人體的各個器官都能健康地活著，萬一受損,，我重新再造一個,，這樣就不僅能延長壽命，而且還能使臟器都處于一個健康的狀態(tài),。

Q：您描述的前景確實非常迷人,，一些好萊塢電影也展現(xiàn)過類似情景。比如未來,，我們能造出一些生化人或合成人,，電影里也稱之為“加強人”，是把人體的一部分原生器官與人造器官組合在一起,，變成更強悍的人類,。也有人說,，霍金在某種程度上很像未來人，因為除了他的大腦,，身體的其它部分都可以被替換,。您能否預(yù)測一下，如果我們真的要實現(xiàn)這一步,，大概需要多久？

A:我認為,，局部的器官再造,，應(yīng)該在十到二十年內(nèi)可以實現(xiàn)，并且能夠?qū)嶋H應(yīng)用,。但能不能與原來的大腦整合起來,，還需要更深入的研究。讓人造臟器保持活動是一回事,，讓它能夠受更復(fù)雜的大腦的控制,，是另一回事。

目前的醫(yī)學(xué)研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn),，人的壽命主要靠情緒影響,，這是一個非常復(fù)雜的高級的生理過程。而我們現(xiàn)在研究的再生細胞還是一個較低層次的生物過程,，要跟大腦很好的合作,，還需要更深入的研究。此外,，這里面是不是還有倫理學(xué)的問題,，人類還要深入思考。

Q：說到人造器官,，就不能不聯(lián)想到材料的革新,。比如3D打印的骨骼，從最早的鈦合金,，到后來的聚醚醚酮,，也就是peek材料，您是怎么看待這個變化的,？

A：3D打印工藝在不斷向前推進,，材料學(xué)也在不斷發(fā)展。以前用鈦合金打印人造骨骼,，是因為生物相容性好,，沒有副作用，但在替代某些器官時也會有問題,。

比如,，我們的牙齒用鈦合金做,，總讓人看著像假牙，不太美觀,，患者心理上會有壓力,。再比如，頭蓋骨如果受損,，用鈦合金修補,，它的導(dǎo)熱性能不一樣，金屬導(dǎo)熱快又貼近頭皮,，對環(huán)境溫度比較敏感,，這會讓患者感覺頭皮涼颼颼的，很不舒服,。

但是peek材料就沒有這個問題,，它的導(dǎo)熱性能和人體骨骼相差不多，強度也非常好,，高于我們骨骼的強度,，雖然比金屬差一點，但作為人體骨骼替代物,，已經(jīng)足夠了,。

Q：除了3D打印技術(shù)之外，現(xiàn)在又出現(xiàn)4D打印這個詞了,。3D打印是一個空間概念,，那么4D打印，是不是指三維空間再加上一個時間維度呢?

A：4D打印,，實際上是用一種智能材料來做3D打印,。通過控制環(huán)境的變化，比如溫度,、磁場的改變,，使它的形狀也隨之改變。

比如,，打印一個零件,，我們可以先做好一個容器，但里面還要安裝復(fù)雜的管道,，用3D打印可能就裝不進去了,，那我就用4D打印，先打印出一根線材放進去,，然后改變溫度或者電磁場,，對它進行誘導(dǎo)，它就會變成我們所設(shè)計的彎彎曲曲的形狀。把一個不容易裝進去的復(fù)雜的東西,，變成一個小東西裝進去,，再讓它發(fā)生變形，恢復(fù)它的功能,。

有了4D打印,，我們就可以打印直線，打印二維的東西,，然后通過環(huán)境的改變,，把它變成三維的東西，這就是4D打印的優(yōu)勢,。

Q：這聽上去確實有很大的想象空間,。一個人有夢想是一種幸福，記得在西安交大第一次采訪您時,，您讓我分享了您的太空3D打印之夢。今天,，當我們第二次訪問您的時候,，您能讓更多的觀眾也分享您的夢想嗎？

A：在太空打印東西,，也是始于人們的需求,。我們把空間站建在太空，我們到其他星球去工作,，我們的設(shè)備和零件同樣會有損耗和損壞,。如果從地球上打印好發(fā)射到太空，那么發(fā)射成本會很高,。不如發(fā)送一臺3D打印設(shè)備到空間站,，空間站有什么零件需要更換，我們就直接打印出來進行更換,，這樣時間短,，代價低。

當然,，太空3d打印我們需要面對一些新的問題,，但是太空打印也有很多優(yōu)勢。如果我們在地球上要制造一個十米長的東西,，我們的工業(yè)母機可能需要超過十米,，越大的產(chǎn)品需要更大的裝備，費用會很高,。但是在太空,，我們可以用一臺小設(shè)備打印出大東西。太空沒有重力,，所以打印的東西不會變形,，也不需要支撐,，會帶來很多方便。

再比如,，我們在太空建造太陽能電站,，太空的太陽能是非常純凈的，沒有地球大氣層的遮擋,，發(fā)電效率比地球高五倍,。利用太空的無限空間和很廉價的能量，把地球上的一些制造活動搬到太空中去,，我只要發(fā)射一些粉末材料或者素材到太空,，就可以在太空打印出高速列車或者大飛機，然后再緩慢降落在地面,，供地球上的人們使用,，這就大大節(jié)省了在地球上制造這些東西所需要的能量和空間。我們可以用節(jié)省下來的空間去建造高檔住宅,，進行綠化,，改變地球的生態(tài)環(huán)境。

我覺得這個可能性是存在的,，所以我愿意為這個夢想,，帶領(lǐng)年輕人一起去奮斗！

Q：您的設(shè)想是未來我們可以在太空建造太空打印工廠,，利用取之不盡,、用之不竭的太陽能，和太空的失重環(huán)境,，用一臺小機器打印出理論上可以無限大的東西,，然后讓這些東西返回地球為人類服務(wù)，節(jié)省地球空間,、材料和能源,。我覺得這個夢想不僅僅屬于盧院士您個人，它也是每一個中國人的夢想,。創(chuàng)新,、智能、未來,，這是紀錄片《超級裝備》要著重表現(xiàn)的內(nèi)容,，希望我們能夠早日實現(xiàn)這個美好的夢想。非常感謝您,！


來源：快速制造國家工程研究中心