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周末的3D打印工作坊

现在,3D打印非常的火爆。硬件创业和创新也是继互联网创业中SNS、众包、O2O之后,又一个热点。这次的硬件创新和创业,和传统基于硬件和设备的创新最大的区别就在于,大家思考的是如何使用软件的方式,如何使用互联网的方式来做硬件创新。

这次的硬件创新浪潮中比较受到关注的一只,就是开源硬件。开源软件已经被现在的软件,特别是互联网行业所广泛接受了,开源软件可以让更多的人以更低廉的价格使用软件。开源软件更根源的好处在于,现在很多软件的使用者,并不仅仅是单纯的使用者,这些人还是软件的维护者。他们可以将使用过程中所遇到的问题,直接在源代码级别进行修改和调整,然后将这些修改和调整提交回开源软件的版本分支之中去,这将极大的提高开源软件的演化速度,降低开源软件本身演进所需的庞大人力成本。同时,很多由一线使用者提交的代码,使得开源软件往往能够比商业软件更能够快速的适应技术的发展方向。开源软件是一种对于整个社会的技术进步都有巨大推进力的事情。而所谓的开源硬件,就是硬件创新过程中,硬件研发团队从开源软件中借鉴来的。最简单的开源硬件搞法,就是将设备制作的每一个步骤,用相机拍摄下来,然后发布到网上。

我们公司邀请了上海新车间的李大伟到公司介绍了开源硬件,很多人非常感兴趣,于是就组织了这次在北京创客空间的3D打印坊活动。

活动原计划是由20人,用5~6小时的时间,分别组装3台3D打印机,。不过,事实证明,我们的动手能力,和3D打印机的组装难度,都与一开始的预期有一定的差距。所以,最终我们只拼出了两台整机,其中一台经过调试之后可以正常工作,另外一台有一些问题,但这个活动从早晨10点持续到晚上8点之后,已经无法再继续进行下去了,大家只能放弃了。

活动的开始,先由北京创客空间目前3D打印坊的负责人宋典为大家介绍了一下3D打印机的发展现状和行业背景。

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然后就是大家动手拼装了。

现在的民用3D打印机很多都是自生产的,也就是由其他3D打印机打印出塑料组件,然后用激光切割机切割出板材,再配上一些通用组件和开源的控制软件,组成新的3D打印机。

下面就是一盒子用激光切割机加工出来的零件。

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开源硬件,就是要使用这种通用组件。那些专门设计,或者难以使用常见通用工具和材料加工组装的部件,必须到特定的厂家去购买,这部分组件就属于闭源的部分了。我们周末所使用的所有部件,应该都是开源的。

标准的轴承、导线、皮带轮、步进电机(舵机)、导轨、电源、标准的开源电子源型平台Arduino,以及各种螺丝、垫片、导线和用其他3D打印机打印出来的塑料件。开源硬件就像来源软件一样,最开始是有老外创建的,老外有很强的车库情节,他们喜欢在车库里面倒腾各种东西,很多PC时代的英雄,都是从车库里面走出来的。

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讲台上摆放的是原型机,我们就是照着这台机器进行拼装的。

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下图为本人拼装的打印头固定支架,算是比较麻烦的一个机械结构了。六个连接着万向轴的机械臂能够拉动打印头在三维空间中做精确的运动。

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每两根机械臂连接在一个由步进电机带动的滑块上,滑块可以在导轨上上下滑动。下图为本人正在同事的配合下,将机械臂固定在滑块上。

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这是正在组装的另外一个打印头。安装次序要求并不严格,他们先安装了打印头,我们则是先安装的滑块。

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下图为支脚的安装,四个支脚,有两个是舵机,另外有一个需要安装开关,一个空支脚。

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这是框架和导轨的安装,导轨的底端是舵机,固定舵机的白色塑料件就是其他3D打印机生产出来的。底座下面的绿色平台可以加热,平台四个角可以进行平衡调整,目前这种机器的平衡是依靠手工进行调整的。

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导轨的顶端需要安装套皮带轮的轴承和一个传感器,三个滑块上都会有一个定位螺丝,滑块被皮带轮和舵机拉到顶端的时候,定位螺丝会触发传感器,控制器通过传感器上传来的信号,获知带动机械臂的滑块已经移动到顶端了。

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下图为安装好的导轨、舵机、滑块、机械臂、打印头。顶端的传感器和皮带轮、皮带还没有安装。在安装的过程中,各种顺序错误和反攻不断,不过大家也是乐在其中,我们这帮每天面对键盘、鼠标和屏幕的人,能够有机会倒腾一次硬件,也是蛮有趣的一件事情。

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下图是一个小队希望将连接在打印头上的机械臂固定在已经安装到导轨上的滑块上,不过最后他们失败了,不得不将滑块从皮带轮和导轨上拆卸下来,固定好机械臂之后,重新安装到导轨上,然后再重新捆绑皮带。

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在安装完机械部分之后,就需要连接各种导线。

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下图中,是我们唯一完成的成品,正在工作。

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黄色的那些线圈,就是3D打印机所使用的耗材。控制面板只拼装出了一套,中间有几位美女在空闲时间用切割板和螺栓拼装了了一个房车,导致另外一个控制盒,无法拼出来了。

我们拼装出来的3D打印机,由4个舵机来驱动,三个舵机拉动机械臂,一个舵机负责送料,也就是向打印头输送塑料耗材。打印头加热到一定温度之后,打印料融化涂抹在底下的基板上,一层一层的涂上去,并冷却成型,就完成了3D打印。这些舵机都是由控制面板来控制。我们这次没有自己去动那些代码,没有发挥出我们的长处来。控制面板上有一个SD卡的读卡器,还有USB借口。最终我们是将做好分层的模型复制到SD卡中,然后有控制面板直接读取打印的 。

现在所有的常见3D建模软件都可以建立3D模型,然后再用一个免费的分层软件,将3D模型转换成分层模型。分层的时候需要选择分层精细程度和内部支撑框架的填充比例。所谓填充比例,也就是说,一个三维形状,模型只描述了外表面,内部结构都没有描述,就需要自动生成一个支撑网格。这个结构占整个体积的多少百分比。

在不同的时代,人们用不同的方式来对待创新,其目的通常都是鼓励创新,促进社会的进步。流传自西方的专利制度,在过去的百多年间确实很好的促进了科技水平的进步,大家都愿意去创新,创新者通过专利获益,成为了全社会的榜样。但是,到了现在,专利正在逐步的形成各种壁垒,科技发展速度越来越快,而专利以及相伴随的审核、诉讼制度则越来越无法适应现在,特别是互联网时代的科技进步。很多创新,在缺乏其他专利支撑的情况下,就无法独立完成,这导致了创新,以及应用创新技术的成本越来越高。审核两年,保护二十年的专利,对于现在的时代来说,已经逐渐显示出了老态。开源就是为了打破这种形式,更多的人,可以在别人创新的基础上进行创新,更多的人可以加入到创新的过程中去。3D打印这种技术,诞生已久,大公司也很难卖掉多少昂贵的设备,现在,很多人提供了开源的软硬件设备。全世界范围内有大量的小团队正在开发更多、更好用、更便宜的3D打印机。那些成熟的产品,已经在工厂里面开始生产。那些手工拼装出来的产品,价格也就是四五千元左右,如果这些产品能够在工厂里面大批量的生产,价格再下降一半也是非常正常的。

最终用户并不一定能够直接使用上开源的产品,但是开源能够让新产品的研发和定性,速度加快,成本降低。人们可以因为开源而用上更加便宜的服务和产品。这是一个开源的时代,开源必将改变越来越多人的生活。

社会化网络时代的创新

现在什么最重要呢?
有人会说人才最重要,我个人感觉,这是不对的。人才,指的是那些在某些专业领域,具备超越他人才能的专才。这些专业人才,对于整个社会的变革,是很难起到根本的推动作用的。社会是由人、事物以及各种关系构成的,想要让社会变得更加美好,就必须要进行创新。那些专业人才的创新能力,并不一定比普通人更强,将大量的人聚集在一起,进行创新,往往能够得到更好的结果。这恰恰验证了“人民的力量是无穷的”这句至理名言。现在这个时代,最重要的是创新,是创意,不论这个创意是来自那些在该领域具有超越常人水准的专业人才,还是普通群众。
现在这个时代,是一个什么样的时代呢?这个问题在不同的人中,不同的领域之中,肯定有着不同的解答和诠释。但是,如果我说现在是一个社会化网络的时代,应该也不会有很多人反对的吧?如果有人不了解什么是社会化网络,那么就让我根据自己的理解来解释一下吧。为什么不像别人那样引经据典,而是要自己来理解呢?关于这个问题,请参阅梦想园开篇,本文也是属于梦想园的,所以只谈想法,不做研究。
社会化网络,这个词由两个部分组成,那就是社会化,和网络。那么到底是在社会中建立网络,还是在网络上建立社会呢?我想,现在的社会化网络时代,是一个在网络上建立虚拟社会的时代。我们把大量在现实世界中存在的事物与关系,在网络的虚拟世界中进行重建。所以,社会化的网络,是指在网络中建立虚拟社会,或者通过社会化的手段,去进行网络运营。

那么,在社会化网络时代,我们应该如何进行创新呢?
首先要做的就是比较现实世界和网络上的虚拟社会,看看还存在什么样的差别。网络社会,是源于现实世界的,但又和现实世界不完全相同。网络社会中所存在的事物和关系,大部分都可以在现实世界中找到原型,但也不是所有存在于网络社会中的东西都必须存在于现实世界。现在网络社会仅仅囊括了现实世界的很小一部分,基本上只能算是现实世界中很小的一部分的一个不完全真实的抽象化缩影。我想,现实世界和网络社会之间的关系,应该是这个样子的:

那么社会化网络时代,应该如何进行创新呢?那些成功的创新是如何产生的呢?为什么有些创新成功了,而有些却失败了呢?那些成功的创新,就真的比失败的创新更好吗?让我们带着这一大串的问题,继续思考。
首先,我认为,创新,仅仅是在创新这个层次,是不分好坏的。有很多非常棒的创新,由于其他因素的影响,因为经营这种创新的人的能力等原因失败了或者是成功了。我们不能因此就说,这种创新好或不好。创新本身的好坏,与其是否能够成功其实并没有特别大的关系,会有一定的影响,但绝对不是占主导地位的。
社会化网络本身,就是完全的创新,要分析社会化网络时代的创新方式,只需要去研究社会化网络本身就好了。现在的社会化网络,就是那些经过市场淘汰,最后留存下来的那部分创新。其中绝大部分都是直接将现实世界中存在的事物和关系,搬迁到了网络上。那很少的一部分不属于现实世界的东西,是由于某些技术原因,现实世界中的东西,无法在网络虚拟社会中得到很好的重新投影,而必须采用一些替换手段。
并不是所有现实世界中的东西,都适合现在就搬到网络上去的。有些东西在以后技术发展到足以表现它们的时候,才能够往网络上搬。这也就导致了,每当技术有了重大突破,可以将现实世界中的某些原本不适合搬上网络的东西,搬上网络了。这时,大家就会变得异常激动,因为新的、成功的网络上的社会模式,就要诞生了。大家会疯狂的进行尝试,并去抄袭那些有可能会成功的产品,最后会有那么一小部分幸运儿,脱颖而出,取得这个阶段的胜利。现在,LBS就是处在这么一个阶段,技术已经达到了,大家已经创造出了几种模式,其中有些模式(交友模式(Loopt)、信息点模式(Foursquare、大众点评))已经让大家看到成功的可能性了,这时大家都在努力向着这几个有限的方向冲刺。

稍微总结一下,网络社会,是现实世界在网络上的一个投影。于是,社会化网络中的主要创新方式,就是将原来没有很好的在社会化网络中被诠释,但现实世界中真实存在的事物或关系,描绘到网络虚拟社会中去。并不是一模一样的照搬,而是创造出全新的,符合网络特性的真实事物和关系的网络投影。让我们以现在的社会化网络营销为例,简单的分析一下吧,在现实社会中,存在一种叫做名人的东西,他们可以靠代言或广告,来赚取高额的回报。这是为什么呢?因为他们拥有巨大的社会影响力,社会上有大量的人关注他们。那么现在,网络上也出现了那种被大量用户所关注的人,他们成为了网络社会中的名人。那么利用他们在网络社会中的影响力,进行产品的营销,不就是将现实世界中的名人代言,搬到了网络上去吗?更进一步来说,现在现实世界的名人需要为代言的产品承担一定的责任了,不能再随意的做虚假广告了。那么社会化网络营销是不是也要走监管和诚信的道路呢?我想以后一定也会有这方面的应用产生,搜集和记录所有网络名人的言行,并对他们的信用水平进行评级。

根据我在上面的结论,社会化网络的创新,主要应该是社会方面的,也就是真实事物、人以及关系向虚拟社会转移、搬迁和不断被诠释的一个过程。这种尝试,随着云计算时代的到来,成本变得越来越低了,可以参与这个过程的人,也从原来的那一下部分专业人才,变成了广大的人民群众。建议大家不要都把眼光放在那些可能会成功的模式上,要自己开动脑筋,去对所有已经出现或还没有出现在社会化网络之中的模式进行论证和尝试,即使是别人尝试过失败了的那些模式。下一个成功者所使用的创意,也可能就是从某一个曾经被验证失败的创意中产生。一种新的社会化网络的运营模式,其是否能够成功,和这种模式是否曾经被验证为成功或失败本身没有必然的联系。

社会化网络的创新和传统创新还是有着本质的区别的:
第一、社会化网络的创新,最终并不一定能够带来真实的经济收入。劳动生产力的进步标志,就是社会分工不断的细化。社会化网络,作为人类聪明才智的最新结晶,其内部的社会分工是非常详细的。这就导致了,很多网络的社会化运营结果,会成为整个经济生态链中的某个中间产物,其他机构或人,可能能够利用这些中间结果生产出其他的东西,这些东西有可能还是一些中间结果,当然也有可能是最终的现金流。所以社会化网络时代的创新,并不一定是以产生现金利润为目标的,其目标往往是产生某种有价值的中间结果,就我的观察,这些中间结果通常是一些有价值的数据。比如人们的行为模式数据,地理位置上的信息点数据等等。如果在社会化网络时代,每一项创新还是以现金为最终目标的,那么下场往往会变得非常悲惨。
第二、量变经常会被累计成质变,一个社会化网络系统中只有一个人在用,有一百个人在用,有一千个人在使用,有一百万人在使用,其本身所代表的并不是简单的数字变化,而是一些本质性的变化。系统中人们所体现出来的社会性,会随着用户的增加而不断增加,在达到一定数量的时候,就会突破临界点由量变最终积累出质变。由一个普通的系统,变成一个真正的社会化网络系统。也就是说,积累用户、积累数据,本身就是创新。寻找更好的积累用户、黏着用户、积累并不断修正数据的方法就是社会化网络时代创新的主题核心。一个用户数量不够的系统,就不能叫做一个社会化网络系统,一个不对用户行为,用户的社会性表现进行分析和规划的系统,也不是社会化网络系统。也就是说,社会化网络时代的创新,往往就是根据已经进入系统中的用户行为分析,再和现实社会中类似行为进行比较,并不断进行改进,从而达到吸引更多用户,得到更多正确的、有价值的数据的不断尝试过程。

还有一个问题,那就是社会化网络的创新和技术有关吗?社会化网络和网络技术之间有什么关系呢?技术的发展又是怎么影响社会化网络的变迁的呢?
首先,我任务社会化网络相关的技术变迁和演进,分为两种:
第一:支撑社会化网络运行的技术,这类技术的提升,能够使现有的社会化网络系统变得更快,能够应对更大的并发,能够存储更多的内容,这一类的技术发展,会直接影响到社会化网络系统,但又不会给社会化网络体系本身带来质的飞跃;
第二:能够让原先不容易被社会化网络所表现的真实事物或关系,更方便的出现在社会化网络中的技术,比如现在的定位技术、识别技术、自然交互技术等等,这些技术的出现,不会直接影响到社会化网络的体系结构。
一旦我们在这方面有所突破,那些运营社会化网络的公司或机构,就会想方设法的去尝试将使用这些新技术,以便让网络社会能够将更多的现实世界中的东西,更方便的投影出来。这个时候,会出现一个混沌的时期,大家向着各种不同的方向进行尝试,有些可能会成功,也必然会有一些失败。然后更多的人,向着那些可能会成功的方向努力。这其实不对,那些失败的尝试,其本身可能并不一定不好,其失败的原因可能是运营这种创意的团队不好,或者可能是一些完全偶然的因素。大家不应该一窝蜂的去抄袭那些好像能够成功的方案,而是应该认真的去对比现实世界和网络社会,找出新的创意来,甚至是把原来失败的创意,捡起来,再尝试一次。别人成功的,抄袭者不一定也能成功;别人失败的,抄袭者不一定就不能成功。影响成功失败的因素实在是太多了,根本无法精确的研究和分析。

在说到技术和社会化网络时代的创新模式时,有一个故事不得不说一下,这个故事不是我原创的,是我很早以前有一次听HP培训的时候,他们讲给我听的,具体的原创者,已经无从考证了。
九十九米长的枪
话说在某一个特定的时期,枪的射程只有一米。这时,必须要用枪打到一百米之外的一只鸟。怎么办呢?那就只能造一只九十九米长的枪了。
有些冷,这应该算是一个冷笑话了吧。
再让我们仔细的看一看这个故事:
首先,有了一个现有的技术背景,也就是枪只能打一米远,在我们的IT技术领域之中,这种东西也是比比皆是的,比如:GPS的定位精度很难达到10米之内;语音识别的准确度无法达到人工识别的水平;在高端智能手机中所使用的电池,无法支撑手机长时间待机等等。
然后,有一个必须要实现的目标,需要打中一百米之外的一只鸟,对于IT技术领域来说,就是必须要实现的应用,比如进行精确的GPS导航;能够让计算机通过语音来接收使用者的指令;至少让智能手机,连续工作两天时间等等。
最后,我们得到的就是在现有条件下,能够实现我们所需应用的解决方案,在故事中,我们造了一条九十九米长的枪,那么在IT技术领域中,我们又是怎么做的呢?我们根据地图上的路线,来规范GPS的结果集,也就是说,当汽车运动的时候,系统自动的设定汽车是运动在道路上的,而不是道路旁边的水沟里,从而达到精确导航的目的;进行语音识别之前,先对识别系统进行训练,以提高识别率,在一些关键性的语音指令发出之后,需要用户进行反复确认;在智能手机待机的情况下,尽可能的降低整部手机的耗电量,将所有不需要的模块都关闭掉,甚至是通过降低CPU的电压和时钟,也就是通常所说的跳频,已达到待机的时候更加省电的目的。
在最后之后,当有一天,技术发展了,枪可以打到一千米之外的目标了。这时,前面所造的那条九十九米长的枪,就成为了一个笑话,但是这并不影响当初我们建造这条枪时的价值,这条枪在当时的技术条件下,解决的我们的问题。对于IT技术领域来说,当定位技术的精度可以达到厘米甚至是毫米级,原来的那种结果集优化算法就会变得非常可笑;当计算机进行语音识别的精确度能够达到,甚至超越人工识别水平的时候,为识别系统做训练就会变得非常可笑;当电池技术发展到可以在现有的体积和重量约束下,容量提升上百倍的时候,现在设定的那些待机时的省电措施,也会变得很可笑。

我们所作的任何创新,其实都是在做九十九米长的枪,我们不能因为以后这些东西会变得可笑,现在就什么都不做,或等待枪的射程超过一百米的时候再做那些需要我们做的事情。我希望能够通过这个故事,向大家解释清楚,技术的发展和创新之间的关系,创新就是造九十九米长的枪,在枪可以打一千米远的时候,去打那只一百米之外的鸟,那不是创新。造出射程一千米的枪,和当初造那条九十九米长的枪,都是重要的创新,但社会化网络时代的创新,更注重后者。

这就是社会化网络时代的创新方式了,认真分析现实世界和网络社会之间的差异,寻找在现有的技术条件下可以使得社会化网络更加接近于现实世界的方法,寻找更有效的积累更多用户、更多正确的、有价值的数据的方法和模式。社会化网络时代的创新,更加注重社会化方面的创新,所以任何人都可能在此方面有所建树,那些专业的人才,并不一定在进行创新的时候,成功率就能比普通的人民群众更高。最关键的是大量的尝试和数据分析,并根据分析的结果和调整的过程找到正确的方向。

希望能够有更多的人,在这个大潮中取得成功。认真观察、大胆尝试、小心求证。

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