3D打印探討：三個(gè)應(yīng)用方向與四項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)

3D打印技術(shù)從誕生之日起，至今已超過30年,，這30年間也常常通過媒體而出現(xiàn)在公眾的視野,？簡言之，3D打印技術(shù)是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)今天已經(jīng)在珠寶,、鞋類,、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑,、工程和施工（AEC）,、汽車，航空航天,、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè),、教育、地理信息系統(tǒng),、土木工程,、搶支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

今天為大家推薦的這篇文章,，提出了3D打印的三個(gè)應(yīng)用方向,，以及需要警惕的四項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。三個(gè)應(yīng)用方向包括幫助解決國際人道主義危機(jī),、提高現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的個(gè)性化水平,、保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境；四項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)包括強(qiáng)大的制造能力可能危及就業(yè),、黑客可能利用虛擬網(wǎng)絡(luò)威脅現(xiàn)實(shí)世界,、可能引發(fā)新的犯罪和安全威脅、可能改變國際事務(wù)的規(guī)則,。以下是原文內(nèi)容,。

我們應(yīng)該對3D打印技術(shù)保持謹(jǐn)慎態(tài)度，但過度反應(yīng)和監(jiān)管也可能會扼殺創(chuàng)新,。歷史經(jīng)驗(yàn)表明,，在技術(shù)的不利一面被應(yīng)用之前進(jìn)行規(guī)范構(gòu)建對話是最有效的。因此,，各國際主體,，包括國家、商業(yè)領(lǐng)袖,、政府官員和其他政策制定者可通力合作,，嘗試建立有預(yù)見性和約束性的全球規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),。

作為“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”的代表，3D打印技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)和個(gè)人領(lǐng)域,。但是,，任何新興技術(shù)都可能是雙刃劍，在享受新技術(shù)帶來的新動能的同時(shí),，也要未雨綢繆,，高度重視新技術(shù)可能帶來的風(fēng)險(xiǎn)，提高創(chuàng)新治理能力,，使科技既能充分發(fā)展,，也可以切實(shí)造福人類的美好生活。

促進(jìn)了人類的可持續(xù)發(fā)展
幫助解決國際人道主義危機(jī),。3D打印技術(shù)正在與世界上最緊迫的人道主義危機(jī)——饑餓和無家可歸作斗爭,。一份聯(lián)合國報(bào)告顯示，全世界有九分之一的人口處于饑餓狀態(tài),；世界自然基金會副主席杰森克萊表示,，從現(xiàn)在到2050年，糧食生產(chǎn)需要翻一番才能滿足人類基本的糧食需求,，但從目前這種不可持續(xù)的食品生產(chǎn)實(shí)踐方法來看,，這將是一項(xiàng)不可能完成的任務(wù)。3D打印有解決世界糧食危機(jī)的潛力,。創(chuàng)建一個(gè)軟件程序,，通過程序設(shè)定的配方將加在墨盒中的成分組合在一起，最終輸出為3D打印食品,。而墨盒中的成分不僅僅是糧食，也可以是從其他動植物中提取出來的含有糧食營養(yǎng)成分的替代品,。

同時(shí),，軟件允許“廚師”根據(jù)用餐者的特定營養(yǎng)需求定制食物，這種生產(chǎn)方法更環(huán)保更可持續(xù),。如果軟件是開源的,，越來越多的研究人員和對該生產(chǎn)行為感興趣的人可以參與進(jìn)來，更快開發(fā)出更高效更經(jīng)濟(jì)的食品解決方案,。3D打印技術(shù)也為住宅建設(shè)帶來了革命性的變化,，使住房建設(shè)更便宜、更便捷,。例如,，總部位于美國德克薩斯州的初創(chuàng)公司Icon正在與非營利組織New Story合作，以低于4000美元的成本在24小時(shí)內(nèi)用水泥打印了一個(gè)單層住宅房屋,，該項(xiàng)目的最終生產(chǎn)版本是創(chuàng)建400至800平方英尺的住宅,，該設(shè)計(jì)成果已在德克薩斯州奧斯汀SXSW大會上進(jìn)行了首次公展,。如果類似的技術(shù)和設(shè)計(jì)工藝能不斷改進(jìn)和推廣，將助推數(shù)以百萬計(jì)無家可歸的人得以安居,。3D打印技術(shù)還被用于人道主義救援,，向?yàn)?zāi)區(qū)和難民營提供基本商品和服務(wù)。例如,，尼泊爾地震時(shí),，聯(lián)合國曾把3D打印作為其地震反應(yīng)計(jì)劃的一部分，包括打印衛(wèi)生基礎(chǔ)設(shè)施所需的定制管道部件等,。

提高現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的個(gè)性化水平,。2014年，世界首例3D打印椎骨取代人體椎骨的手術(shù)在北京成功舉行,。它被認(rèn)為是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的一大進(jìn)步,，因?yàn)榕c傳統(tǒng)的椎骨替代品相比，特別設(shè)計(jì)的3D打印骨骼形狀更好地契合了人體結(jié)構(gòu),，更耐用的同時(shí)可以使人體更快更好的恢復(fù),。這是模仿患者的解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行3D個(gè)性化植入的一個(gè)典型案例，然而,，3D打印在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用遠(yuǎn)不止這些,，它創(chuàng)造了一個(gè)全新的個(gè)性化醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，比如說3D打印藥物,。對于患有長期性疾病或老年患者來說,，每天可能需要服用數(shù)十粒藥物，而研究證明,，有30%—50%的人因沒有正確服用藥物而導(dǎo)致治療效果下降甚至引起副作用,。

通過3D打印精確控制藥物成分，根據(jù)個(gè)人需求將數(shù)十粒藥物的效果合成到一粒藥物上,，這個(gè)過程中還可以在一些成分的表面涂上特殊材料來延緩藥效的釋放,，以使科學(xué)家可以對服用后的藥效進(jìn)行精確的控制。雖然由于醫(yī)學(xué)的嚴(yán)格調(diào)控,，高度個(gè)性化的3D打印藥劑可能需要數(shù)十年才能廣泛服務(wù)于患者,，但這種趨勢已非常明顯。3D打印為醫(yī)學(xué)界引入的另一項(xiàng)革命性的服務(wù)是重新構(gòu)想醫(yī)療程序�,，F(xiàn)在進(jìn)行手術(shù)前,，大多數(shù)醫(yī)生用二維圖像來確定手術(shù)方法，這種傳統(tǒng)的成像技術(shù)不是很精確,。而3D打印模型可以準(zhǔn)確地捕捉到獨(dú)特的解剖結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),，允許外科醫(yī)生擁有需要進(jìn)行手術(shù)的任何人體部位的復(fù)制品，尤其是大腦和心臟，這種手術(shù)模擬服務(wù)大大提高了復(fù)雜手術(shù)的成功率�,，F(xiàn)代社會的發(fā)展是建立在創(chuàng)意和創(chuàng)造力之上的,，而3D打印的個(gè)性化定制特征也將會在現(xiàn)代社會得到長足的發(fā)展。

保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境,。利用以前的廢物創(chuàng)造未來的產(chǎn)品可以使我們的消費(fèi)更有效,，3D打印為這種以更可持續(xù)的新方式使用舊材料的想法提供了可能。例如,，研究人員已經(jīng)找到了利用3D打印技術(shù)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為混凝土的方法,，他們甚至正在探索如何減少打印過程中所需的能量，使這個(gè)技術(shù)本身更可持續(xù),。今年夏天,，在馬爾代夫，一片沒有珊瑚礁的海域被安裝了世界上最大的3D打印珊瑚礁基質(zhì)設(shè)備,，以打印珊瑚賴以生長的基質(zhì),，希望在此基礎(chǔ)上形成天然珊瑚礁。除了珊瑚礁,，3D打印技術(shù)還可以為其他物種提供棲息地,。

可能帶來的影響和風(fēng)險(xiǎn)
強(qiáng)大的制造能力可能危及就業(yè)。3D打印機(jī)在生產(chǎn)復(fù)雜或高度定制的產(chǎn)品方面比傳統(tǒng)制造業(yè)有很大的優(yōu)勢,，但它在帶來社會效益的同時(shí),，也會造成勞動力市場的動蕩。3D打印可以為飛機(jī)生產(chǎn)批量的精密零件,，成本與生產(chǎn)牙刷差不多,，它正迅速成為“盒子里的工廠”，幾乎可以打印任何東西,。雖然目前它在各行業(yè)中的應(yīng)用相當(dāng)有限,，但隨著這項(xiàng)技術(shù)在未來幾年變得生產(chǎn)力更強(qiáng)、更容易獲得,，它的影響或許不可評估,。蘭德公司團(tuán)隊(duì)采訪的專家估計(jì)，未來幾年,，3D打印機(jī)的產(chǎn)量可能只占所有消費(fèi)品的5%，也有可能達(dá)到90%左右,，數(shù)以百萬計(jì)的工作崗位可能岌岌可危,。

黑客可能利用虛擬網(wǎng)絡(luò)威脅現(xiàn)實(shí)世界。3D打印技術(shù)的進(jìn)步也可能引發(fā)新的網(wǎng)絡(luò)攻擊,，隨著數(shù)字計(jì)劃轉(zhuǎn)化為實(shí)物,，黑客能輕而易舉地將惡意代碼或有缺陷的指令、算法引入打印程序，使用打印機(jī)來造成對真實(shí)世界的破壞,，此時(shí)的網(wǎng)絡(luò)安全將變得更加重要,。研究人員做過一個(gè)實(shí)驗(yàn)，他們侵入了一臺臺式電腦修改了無人機(jī)螺旋槳3D圖紙中的幾行代碼,，打印出來的螺旋槳看起來完美無缺,，但在起飛后的1分43秒時(shí)，驚心動魄的一幕發(fā)生了,，這架小型無人機(jī)的一個(gè)螺旋槳發(fā)生爆炸,，飛機(jī)搖晃著墜落并撞得粉碎。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,，當(dāng)3D打印機(jī)越來越多地被用來制造一些關(guān)鍵部件,，包括飛機(jī)引擎時(shí)，當(dāng)別有用心的人通過在關(guān)鍵設(shè)備中植入某種缺陷來鎖定目標(biāo)人群時(shí),，這些擔(dān)憂絕非杞人憂天,。

可能引發(fā)新的犯罪和安全威脅。今年八月份,，美國一家私人的國防公司Defense Distributed將3D打印搶支的圖紙傳到網(wǎng)上,，此舉引發(fā)美國8個(gè)州和哥倫比亞特區(qū)檢察長的聯(lián)合署名訴訟抗議。雖然美國國務(wù)院隨即叫停了這一做法,，但那時(shí)圖紙的下載量已累計(jì)達(dá)10萬余次,。3D打印搶支的技術(shù)不斷改進(jìn)，最初射擊幾次后就會自動報(bào)廢,，但現(xiàn)在連續(xù)發(fā)射30多顆子彈仍可使用,；其可用的打印材料也愈豐富，在禁槍的國家,，塑料搶支可以逃過金屬探測的檢查而出現(xiàn)在公共場所,。這還可能引起新型街頭毒品、化學(xué)藥品的定制打印,，如果被恐怖組織利用,，后果更嚴(yán)重。因此,，廣泛的3D打印可能會導(dǎo)致武器擴(kuò)散,，增加全球沖突、極端主義和犯罪的可能性,。

可能改變國際事務(wù)的規(guī)則,。3D打印為公司選擇在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行分散性生產(chǎn)而不是進(jìn)口提供了可能，公司不再需要在一國生產(chǎn)零件,，再到另一國組裝,，這所有的步驟都可在打印現(xiàn)場完成,，因此削弱了目前由復(fù)雜的多國供應(yīng)鏈支撐的國際聯(lián)系。貿(mào)易制裁歷來是處理國際爭端的主要工具,，3D打印技術(shù)有可能降低貿(mào)易制裁的效力,，也有可能造成國家間貿(mào)易合作的破裂。有預(yù)測說到2060年,，3D打印可能會毀掉近四分之一的跨境貿(mào)易,，而自二戰(zhàn)以來，這些貿(mào)易關(guān)系和供應(yīng)鏈有效減少了州際戰(zhàn)爭,。因此,，3D打印有可能極大地改變當(dāng)前的國家體系和國際秩序。

基于上述分析,，我們應(yīng)該對3D打印這項(xiàng)新技術(shù)保持謹(jǐn)慎,，但過度反應(yīng)和監(jiān)管可能會扼殺創(chuàng)新。歷史經(jīng)驗(yàn)表明,，在技術(shù)的不利一面被應(yīng)用之前進(jìn)行規(guī)范構(gòu)建對話是最有效的,，因此，各國際主體,，包括國家,、商業(yè)領(lǐng)袖、政府官員和其他政策制定者可通力合作,，試著建立有預(yù)見性和約束性的全球規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),。比如加大對稀有的有危險(xiǎn)和破壞性的原材料的流動控制，確保某些破壞力很大的武器不易獲得制作材料,；或者要求打印機(jī)在線注冊,，并要求打印機(jī)在其產(chǎn)品中編碼可跟蹤的標(biāo)識和序號；或是政府部門也可用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中斷該技術(shù)潛在的攻擊或限制其破壞,。

同時(shí),，困窘中也孕育著機(jī)遇，就像曾經(jīng)占據(jù)了經(jīng)濟(jì)體量90%的農(nóng)業(yè)最終也讓位于了原始的機(jī)器生產(chǎn)制造業(yè)一樣,，3D打印在取代了一些勞動力的同時(shí),，新技術(shù)也帶來了新的工作崗位和可能性。我們可以對傳統(tǒng)制造業(yè)的工人進(jìn)行培訓(xùn)和再培訓(xùn),，讓他們從事未來的3D打印工作或是其他更有技術(shù)含量的工作,，以減輕產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型期就業(yè)問題可能引起的陣痛。無論如何,，科技前進(jìn)的步伐不可阻擋,，我們需要預(yù)見性的規(guī)范和包容性的增長，以讓更多的人受益,。

來源：學(xué)習(xí)時(shí)報(bào)