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企业搞研发耗时又昂贵 机器人和3D打印在改变这一切

2018-10-25作者:bob机器浏览数: 581

  在各行各业,设计师、化学家和工程师都在不断地进行假设实验 .这个设计合适吗?这种化合物符合我们的 需要吗?测试和迭代 是研发的 本质 .医药、科技、航空航天等领域的 大公司每年都投入数十亿美元用于研发 .仅通用汽车去年就在新开发项目上花费了超过80亿美元 .
  我们着眼于新的 网络平台、机器人技术和3D打印技术、人工智能算法和AR/VR技术 是如何改变万物的 ,从人才获取到假设测试和产品设计 .
  网络平台拓宽了人才池
  在高度科学化的 研发领域,找到高质量的 专家 是最大的 挑战之一 .如今,软件正在帮助企业挖掘世界各地的 人才资源 .在数据科学和金融领域,像Kaggle、Quantopian和Numerai这样的 平台能够将尚未开发的 数据科学和金融人才联系起来,这让“量化”工作民主化,也让他们的 合作者得到了补偿 .这一概念也已经随着制药研发的 兴起而兴起,尽管它在其他领域也在发展 .
  像科学交流这样的 按需供应的 平台,目前正在跨研发领域工作,并通过外包研发可以让企业迅速解决缺乏人才的 问题 .但 是,即使公司引进了更多的 人才,假设测试的 过程仍存在改进的 空间 .缩短迭代时间的 行为可以持续不断地转化为更快更好的 科学上的 发现 .
  机器人和3D打印技术加速了垂直领域的 产品开发
  根据最近的 一项产业调查,使用3D打印技术的 公司的 首要任务 是加快产品开发 .此外,57%的 3D打印工作 是在新产品开发的 第一阶段完成的 (即概念验证和原型制作) .
  3D打印已经成为任何设计工作室的 主要内容 .在订购数千个实体部件之前,设计师们可以通过3D打印来看看未来的 产品 是什么样子的 .类似地,机器人技术正在自动化各种垂直领域的 试错过程 .
  例如,在合成生物学的 研发领域,机器人技术对Zymergen和Ginkgo Bioworks等公司都产生了重大影响 .要找到完美的 微生物,需要同时测试多达4000种不同的 变种,这意味着大量在潮湿实验室工作 .利用自动吸管系统和机器人手臂,液体处理机器人通过高通量实验,达到更快的 速度和更少的 人为误差的 平衡 .下面 是机器人基因测试仪Counsyl(左)用于样品的 转染的 自动化测试和Zymergen的 输液机器人(右)用于微生物培养的 自动化测试 .
  人工智能正在加速材料科学的 发现
  托马斯·爱迪生以强调材料科学 是一个消除的 过程而闻名:我没有失败过一万次 .我从未失败过一次 .我已经成功地证明了这一万种方法 是行不通的 .爱迪生的 精神在今天的 研发实验室中依然存在,尽管研发的 数字化程度和软件赋能的 程度仍低于人们的 预期 .(美国国家科学院表示,开发新材料往往 是开发新产品的 最长阶段) .更好的 科学方法的 数字化对于开发新产品和材料,而后进行大规模的 生产至关重要 .
  目前,人工智能初创企业的 投融资最热门的 领域 是医疗保健 .因为企业利用人工智能开发药物 .制药公司正在投入大量资金向追踪药物研发的 初创公司(如RecursionPharmaceuticals和twoXAR .而在其他领域取得成功只 是时间问题 .
  一家从事化学和材料科学的 公司Citrine Informatics,在其庞大的 材料数据库上运行AI,并称它可以帮助机构组织减少研发费用,并把制造时间削减一半,这具有里程碑意义 .与之相似的 是,Deepchem公司开发了一个Python库,将深度学习应用于化学领域 .简而言之,各个行业的 制造商——工业生物技术、药品、汽车、电子或其他材料产品——都依赖于机器人自动化和3D打印来保持竞争力,并在推出产品时收紧反馈回路 .
  正在开发或者对复杂材料进行商业化的 初创公司已经在3D打印领域起飞 .像Markforge这样的 公司使用碳纤维复合材料,而像BMF这样的 公司正在开发具有稀有纳米结构和奇异物理特性的 复合材料 .当然,未来的 制造商将可以依靠智能软件进行研发 .
  增强现实和虚拟现实“抽象”了建模过程
  目前,所有类型的 制造商都依赖于计算机辅助设计(CAD)软件的 原型设计 .在未来的 制造过程中,增强现实和虚拟现实可以在研发中发挥更大的 作用,可以有效地为工业设计师“抽象”出桌面PC,有可能会削减对3D打印物理模型的 需求 .
  Autodesk 是一家AutoCAD软件开发公司, 是未来原型设计和协作技术的 领头羊 .该公司在3D打印等尖端技术上投入了大量资金,包括与健康人工智能初创公司Atomwise合作开发一个“机密项目” .近来,Autodesk公司对AR/VR游戏引擎的 探索,预示着沉浸式计算将在设计过程中发挥更大作用 .Autodesk的 游戏引擎Stingray已经增加了对HTC Vive和Oculus Rift耳机的 支持 .此外,游戏和VR引擎制造商Unity已经宣布与Autodesk合作以提高互操作性 .
  同样,苹果公司也设想通过AR/VR与3D打印相结合可以优化设计过程 .利用CB Insights数据库,我们获得了一项苹果专利,该专利设想将“计算机生成的 虚拟信息”叠加到现有对象的 真实世界视图中,从而允许工业设计师对现有或未完成的 对象进行有效的 3D打印“编辑” .
  这项专利设想通过“半透明的 眼镜”使用AR,但也提到了“配备摄像头的 移动设备”,暗示了存在的 潜在3D打印机会——在iPhone上使用ARKit .康奈尔大学的 一名研究人员最近展示了在3D打印时使用AR/VR绘制草图的 能力 .最终,人机界面可以实现无缝连接,3D模型可以实时雕刻 .未来的 研发团队将会继续探索AR和VR,并测试它 是如何与3D打印以及传统原型堆栈相结合的 .

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