納米技術的場景

    Nano tomorrow -場景2

    “積極的期望”

    請注意這些場景不是預測,也不代表負責任納米技術中心所期望的結果。CRN旨在為分子製造政策和社會反應的討論提供一個跳板。雖然每個場景都可以單獨理解,但該過程的真正價值來自多個場景的比較。在一種情況下看似強有力的戰略反應,在另一種情況下可能是危險的;使用這些場景來考慮如何處理分子製造的出現的組織、社區或政體應該爭取在多個場景中可行的響應。最後,場景的編號與重要性或優先級無關——它隻是簡單地反映了它們完成的順序。
    2008年:Fabbers Libre!當RepRap的第一個“後期測試”版本——“快速複製原型機”——在2008年初發布時,批評者們有了一個機會。它是緩慢的。它是難看。如果不增加一些關鍵的商業部分,它就無法複製自己。但是,評論家看到的是一隻醜小鴨,而設計學生、DIY黑客和開源愛好者看到的是一隻正在形成的天鵝。到了夏天,幾十個新穎的fabber項目出現了(有些是從RepRap衍生出來的,但大多數基於原始設計),到了秋天,有些已經生產出了冒險的家庭用戶可以玩的設備。大型零售商和大型製造商的前瞻性策略師們感到一股明顯的寒意襲上了他們的集體脊梁。
    開放的fabber時代已經開始,直到這個十年結束,世界各地的免費和開源軟件黑客將他們的注意力轉向硬件。一些初創企業開始銷售(授權的…)通常)各種業餘和學術偽造研究項目的工作;使用基於纖維的生產方法,他們很快就把價格降到了幾百美元。這些設備在全球用戶社區的不斷改進下,可以製造越來越多的簡單固體聚合物產品。大多數設計都是基於網上可用的標準數字設計,但也有一個備受推崇的用戶創造者社區,致力於fabber產品設計的前沿。
    最初,對於非技術用戶來說,采用家用fabber有幾個缺點。第一個問題,對許多批評人士來說是最明顯的,那就是在一個勞動力每小時隻賺幾美分的全球化世界裏,家庭製造能有多大的成本效益。從表麵上看,購買一個在半個地球之外生產、數以百萬計的塑料小玩意兒比建造房屋更有意義——至少以目前的價格來看是這樣。然而,這種表麵上的優勢並沒有持續下去;到本世紀末,不斷上漲的燃料成本、碳稅和周期性的貿易緊張關係已顯著侵蝕了這種成本差異。
    2011年:我說,你會說我的語言嗎?更微妙的缺點是各種fabber之間缺乏互操作性。在第一代低成本faber中,很少有設計共享部件,共享軟件格式的就更少了。這也發生了變化:2011年,國際開放製造和製造組織(OMFG)發布了Openfab互連規範1.0版,為複雜組件和原料材料的設計製定了標準,以便輕鬆集成到開放製造設備中。
    基於部件的製造和改裝,一個利基行業正在發展,目前,這些部件的複雜性超出了個人製造商的能力。電子產品的印刷電路板和互連組件很容易製造,但聚合物微芯片仍然速度緩慢且尺寸過大。主要的五金連鎖店開始專門為openfab兼容組件和精煉原料材料的目錄開辟通道。
    製造商和主要零售商幾年前的擔憂被證明是完全有道理的。在令人驚訝的短時間內,openfab成為消費產品行業的重要競爭影響力,就像自由和開源軟件在過去幾十年裏對專有軟件市場產生了強大的競爭影響力一樣。一個完全openfab世界的場景吸引了公眾的注意力,流行的技術雜誌上充斥著關於世界上“唯一可用的”openfab設備的誇張故事。
    製造業的真正重要性不在於取代所有製造業,甚至不在於提供熟悉的低成本產品的本地生產。相反,Openfab的價值最能體現在它為專業商品創造全新市場的能力上。第一個被廣泛認可的例子出現在2013年,當時一家獨立的太陽能初創公司發布了一項Openfab修改,允許用原材料製造太陽能電池。這種電池一開始效率很低,但它們大大降低了商用電池的價格,因此受歡迎程度飆升。

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    環境問題成為製造係統進步的關鍵驅動力。2013年,一位英國的Openfab研究人員開發了一種用於Openfab的玉米塑料衍生物,取代了石油衍生塑料。2014年,英特爾以開源的形式發布了一種高速、超低功耗聚合物芯片的光纖規範,該芯片迅速成為家用電子產品的首選CPU。無獨有偶,這一成功轉化為英特爾商用高速、超低功耗矽和碳芯片市場的大幅增長。
    2014:奇幻航行2.0但這種行為並不僅限於小玩意和小發明的世界。在世界各地的研究實驗室中,醫學研究一直在以不斷縮小的規模製造設備,取得穩步進展。到2014年,學術研究人員發表了使用“微型機器人”藥物輸送裝置治療阿爾茨海默氏症的積極成果,這種裝置可以被引入血液,並通過使用磁場和定向輻射從體外遠程控製。美國食品藥品監督管理局(FDA)於當年開始對該療法進行試驗,但對這種新架構的困惑(微型機器人本身被視為藥物,還是僅僅是它們的有效載荷?)導致了延誤。
    這種延遲的結果讓政府之外的觀察家感到驚訝。在長期沒有醫療保險的美國患者中,“醫療旅遊”——即到國外做重大醫療手術以節省費用的做法——已經越來越受歡迎。隨著新加坡、泰國和印度等外國醫療機構在FDA批準之前開始提供阿爾茨海默氏症微型機器人治療,該公司經曆了顯著的增長。他們很快就被遠洋遊輪初創公司搶走了,這些公司把病人帶到美國管轄範圍之外的國際水域接受治療。
    把技術作為一種繞過咄咄逼人的官方控製的方式的主題——上世紀90年代互聯網繁榮的咒語——在2020年前後卷土重來。到2015年,openfab組裝的網狀網絡路由器的零件價格將低於2美元,可以通過郵購或通過本地PC和硬件連鎖店購買。習慣於限製互聯網寬帶客戶以保護他們免受惡意軟件流行的電信公司發現,他們越來越多地被基於廉價網狀路由器網絡的業餘和社區互連網絡所繞過。也許具有諷刺意味的是,網狀網絡倡導者的主張(網狀網絡將引發創新)和傳統電信公司的主張(網狀網絡將引發惡意軟件的嚴重破壞)都被證明是正確的。
    小弟弟們在看2016年,一個總部位於洛杉磯一個高犯罪率社區的透明度維權組織在他們的Openfab mesh路由器上添加了攝像頭(材料成本約為10美分)。但他們並沒有製作私人視頻檔案,而是簡單地為攝像機提供全球範圍內的互聯網接入。關於公開監視和普遍透明(通常被嘲笑為“義務監視”)的適當性和合法性引發了爭議和辯論。
    2017年,在這個公共視頻網絡檔案上運行的視頻分析軟件揭示了新的證據,重新開啟了國內恐怖主義爆炸案件。該證據推翻了先前的定罪,並導致另一名嫌疑人被捕並定罪。控方承認,當時的傳統警方監控網絡永遠無法糾正這一錯誤,因為該網絡對進入有嚴格的許可要求。
    美國公民自由聯盟(ACLU)、電子前沿基金會(EFF)和其他公民自由組織則不那麼熱情,他們認為搜查令要求是阻止該製度被濫用的一種方式。製定規則以控製無處不在的透明網絡的使用的零星努力是不夠的,公眾在加州看到了一係列高能見度的刑事審判,這些審判取決於錄音的準確性和合法性。其中幾項定罪後來被州最高法院推翻。
    普通感冒是下一個嗎?同年,醫學研究人員宣布,一種經過輕微修改的阿爾茨海默氏症微型機器人治療方法對大多數癌症也有驚人的療效,並申請FDA開始試驗這種治療方法。這使得正在研究的亞微米級抗癌治療方法達到了7種。雖然大多數方法至少顯示出某種程度的實用性,但微型機器人方法提供了最可定製的治療。到了年底,醫學和技術專家都在漫不經心地談論“治愈癌症”。
    盡管臨床試驗加速,但該療法被證明是醫療旅遊業的另一個巨大福音,媒體上到處都在廣泛宣傳癌症緩解,加大了聯邦政府批準該技術的公眾壓力。國會就食品藥品監督管理局改革舉行了聽證會,讓那些擔心美國醫療保健二流狀況的人與那些認為不應該因為一些特別有效的治療方法而改變廣泛、仔細測試的人針鋒相對。衝突持續到接下來的十年。
    2018年,中國推出了一項“智能道路”計劃,將一種可以收集太陽能、無線交通安全和導航係統、可重構車道標誌和電信基礎設施的瀝青結合到一個統一的架構中。它的大部分部件是由工廠生產的,而不是從工廠進口。雖然被吹捧為建築領域的突破,但這種製造技術的新用途正變得越來越普遍。
    高速公路的例子是由製造技術的進步引發的各種變化的特征:提高效率;增強當地生產能力;為小市場提供以前隻提供給大買家的定製化支持;縮小發達國家和發展中國家之間的經濟差距。這些都非常有用,非常重要……而且非常進化,而不是革命性。
    那麼納米技術在其中的作用是什麼呢?
    我們立即進行的進化;革命需要一段時間在許多方麵,微尺度製造的成功既減緩了納米製造,也促進了納米製造。fabber的力量意味著,原本可能推動納米製造發展的社會和經濟目的至少得到了部分滿足;納米級製造的快速發展所帶來的競爭優勢並不一定能彌補這種發展所需要的費用和風險。相反,在fabber技術和設計方麵的經驗使納米工廠的研究人員避免了微妙的絆腳石和死胡同,並采用一種已經熟悉的語言來布局編程接口和產品設計。當納米纖維真的出現時,它們並不是100%成熟,但它們比其他情況下更接近成熟。
    生物微尺度和納米尺度器件的成功也有助於形成“真正的”納米技術的出現。毒性、控製接口和設備標準的協議已經出現並經過了測試。雖然一些納米技術開發人員嘲笑Openfab係統和醫用微型機器人是納米技術的“訓練輪”,但事實是,這些初步係統使分子製造應用於更廣泛的經濟而不造成重大社會創傷成為可能。我們已經討論過類似的係統;納米技術製造並不相同,但遵循的是一條熟悉的道路。
    當分子製造應用在納米尺度上成熟時,openfab將成為全球生活中無處不在的事實。因此,第一個原子精度設備采用openfab標準互連設計,以集成到現有的開放世界標準中,用於人類規模的生產基礎設施,這並不奇怪。雖然公共安全問題抑製了不受限製的原子精確製造商的分布,但在家庭納米工廠中集成經過認證的預先構建的納米級組件(稱為“納米塊”)的自由度和互操作性在很大程度上滿足了消費者對需要原子精確構造的應用程序的需求和期望。
    這不是世紀之交的專家們所設想的全麵變革,也不會立即導致超加速的軍備競賽或超智能的人工智能。用一位失望的未來主義者的話來說,被寄予厚望的分子製造的到來被證明是“有點無聊”。然而,對於世界上數十億人來說,納米時代的曙光一點也不無聊,他們不僅是納米技術係統的消費者,而且還是設計師和生產者。
    到場景三
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    由CRN場景工作組(見簡介
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