如今的制造業(yè)廣泛依賴(lài)于各類(lèi)機(jī)械技術(shù),其中包括已經(jīng)擁有超過(guò)一個(gè)世紀(jì)的成熟技術(shù)方案,以及各類(lèi)前沿創(chuàng)新型工具。以加法與減法制造、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(computer-aided design and manufacturing,簡(jiǎn)稱(chēng)CAD/CAM)以及激光制造等流程為代表的技術(shù)方案,使得制造類(lèi)企業(yè)得以更好地響應(yīng)市場(chǎng)需求的快速變化。
增材制造(Additive Manufacturing,簡(jiǎn)稱(chēng)AM)是指導(dǎo)通過(guò)材料分層堆疊的方式構(gòu)建產(chǎn)品; 其亦被廣泛視為3D打印的同義詞。不過(guò)二者之間仍然存在一定區(qū)別:前者往往部署于規(guī)?;圃飙h(huán)境當(dāng)中,而3D打印則更多以消費(fèi)者為中心且與創(chuàng)客活動(dòng)有關(guān)。這方面的實(shí)例包括制造具有復(fù)雜幾何開(kāi)關(guān)的部件,這類(lèi)部件往往很難通過(guò)傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝進(jìn)行制造。
增材制造的另一種用途在于快速原型制造(rapid prototyping,簡(jiǎn)稱(chēng)RP),其中的各零件或組件的比例模型可在全面投產(chǎn)之前進(jìn)行試驗(yàn)性制作。快速原型制造技術(shù)的發(fā)展,使得小批量生產(chǎn)高質(zhì)量零件成為可能,且成本仍然處于合理范圍之內(nèi)。
與增材制造直接相關(guān)的技術(shù)為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(computer-aided design,簡(jiǎn)稱(chēng)CAD),其負(fù)責(zé)為增材結(jié)構(gòu)提供必要的幾何數(shù)據(jù)。由CAD軟件生成的三維渲染結(jié)果以及由掃描儀生成的二維平面,皆可作為此類(lèi)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。
當(dāng)然,CAD也被廣泛應(yīng)用于其它制造流程當(dāng)中。計(jì)算機(jī)輔助制造(簡(jiǎn)稱(chēng)CAM)就使得CAD工藝更進(jìn)一步,能夠利用軟件控制機(jī)床對(duì)金屬等剛性原材料進(jìn)行切割及成型——這一過(guò)程亦被稱(chēng)為“加工”。由于加工技術(shù)一般涉及對(duì)受控材料進(jìn)行多余部分消除,因此被統(tǒng)稱(chēng)為減法制造。
圖:機(jī)械技術(shù)間對(duì)應(yīng)關(guān)系的實(shí)例。金屬部件頂端視角的CAD模型,該部件由0.5毫米厚的不銹鋼材料通過(guò)激光切割制造而成。
激光制造技術(shù)也已經(jīng)在加法與減法制造領(lǐng)域占據(jù)有一席之地。一部分最早的3D打印技術(shù)即基于立體光刻技術(shù)(stereolithography,簡(jiǎn)稱(chēng)SLA),這是一種發(fā)明于上世紀(jì)八十年代中期的增量制造系統(tǒng)。其利用此外激光固化光聚合物,進(jìn)而形成制造物體的各層。如今的制造行業(yè)正在利用選擇性激光燒結(jié)(selective laser sintering,簡(jiǎn)稱(chēng)SLS)與選擇性激光熔化(selective laser melting,簡(jiǎn)稱(chēng)SLM)等擴(kuò)展性技術(shù)應(yīng)用——二者皆通過(guò)融合粉末材料以形成堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。
激光器的減少制造應(yīng)用的歷史更為悠久,且目前仍得到廣泛使用。激光加工的例子包括常見(jiàn)于板材、結(jié)構(gòu)與管道材料的激光切割;用于外科手術(shù)管材等醫(yī)療器械的激光鉆孔; 以及在汽車(chē)工業(yè)中得到大量應(yīng)用的激光焊接鎖孔制造技術(shù)。
Epilog的光纖激光器系列設(shè)備亦可改變金屬等材料的外觀。通過(guò)控制加熱與冷卻,激光將可形成光滑且閃亮的表面效果——行業(yè)亦將此稱(chēng)為激光拋光或鏡面處理。此類(lèi)應(yīng)用包括建筑標(biāo)牌與高端標(biāo)簽。此外,在利用激光將金屬加熱至接近熔點(diǎn),而后進(jìn)行緩慢冷卻時(shí),這一退火過(guò)程將可產(chǎn)生彩虹般的標(biāo)記。該項(xiàng)技術(shù)常被用于制造人體內(nèi)使用的醫(yī)療設(shè)備。
Epilog FiberMark等激光器亦可實(shí)現(xiàn)真正的加工技術(shù),例如以受控蝕刻方式去除目標(biāo)材料的特定部分。蝕刻屬于一種淺雕刻工藝,在制造業(yè)中常用于生產(chǎn)帶有序列號(hào)、徽標(biāo)或條形碼的工具及零件。
從這份簡(jiǎn)短的清單可以看到,現(xiàn)代制造業(yè)所涉及的機(jī)械技術(shù)種類(lèi)繁多、用途各異。此外,這些技術(shù)亦常被聯(lián)系在一起——某一技術(shù)的發(fā)展亦會(huì)推動(dòng)其它技術(shù)的進(jìn)步。雖然前景尚有待觀察,但其發(fā)展?jié)摿o(wú)疑是巨大的。
好文章,需要你的鼓勵(lì)
騰訊ARC實(shí)驗(yàn)室推出AudioStory系統(tǒng),首次實(shí)現(xiàn)AI根據(jù)復(fù)雜指令創(chuàng)作完整長(zhǎng)篇音頻故事。該系統(tǒng)結(jié)合大語(yǔ)言模型的敘事推理能力與音頻生成技術(shù),通過(guò)交錯(cuò)式推理生成、解耦橋接機(jī)制和漸進(jìn)式訓(xùn)練,能夠?qū)?fù)雜指令分解為連續(xù)音頻場(chǎng)景并保持整體連貫性。在AudioStory-10K基準(zhǔn)測(cè)試中表現(xiàn)優(yōu)異,為AI音頻創(chuàng)作開(kāi)辟新方向。
Meta與特拉維夫大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的VideoJAM技術(shù),通過(guò)讓AI同時(shí)學(xué)習(xí)外觀和運(yùn)動(dòng)信息,顯著解決了當(dāng)前視頻生成模型中動(dòng)作不連貫、違反物理定律的核心問(wèn)題。該技術(shù)僅需添加兩個(gè)線性層就能大幅提升運(yùn)動(dòng)質(zhì)量,在多項(xiàng)測(cè)試中超越包括Sora在內(nèi)的商業(yè)模型,為AI視頻生成的實(shí)用化應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。
上海AI實(shí)驗(yàn)室發(fā)布OmniAlign-V研究,首次系統(tǒng)性解決多模態(tài)大語(yǔ)言模型人性化對(duì)話問(wèn)題。該研究創(chuàng)建了包含20萬(wàn)高質(zhì)量樣本的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和MM-AlignBench評(píng)測(cè)基準(zhǔn),通過(guò)創(chuàng)新的數(shù)據(jù)生成和質(zhì)量管控方法,讓AI在保持技術(shù)能力的同時(shí)顯著提升人性化交互水平,為AI價(jià)值觀對(duì)齊提供了可行技術(shù)路徑。
谷歌DeepMind團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的GraphCast是一個(gè)革命性的AI天氣預(yù)測(cè)模型,能夠在不到一分鐘內(nèi)完成10天全球天氣預(yù)報(bào),準(zhǔn)確性超越傳統(tǒng)方法90%的指標(biāo)。該模型采用圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),通過(guò)學(xué)習(xí)40年歷史數(shù)據(jù)掌握天氣變化規(guī)律,在極端天氣預(yù)測(cè)方面表現(xiàn)卓越,能耗僅為傳統(tǒng)方法的千分之一,為氣象學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了效率和精度的雙重突破。