3D打印探討：三個應用方向與四項風險

3D打印技術從誕生之日起，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打印技術是一種以數(shù)字模型文件為基礎，運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造物體的技術。這項技術今天已經(jīng)在珠寶、鞋類、工業(yè)設計、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、槍支以及其他領域都有所應用。
　　今天為大家推薦的這篇文章，提出了3D打印的三個應用方向，以及需要警惕的四項風險點。三個應用方向包括幫助解決國際人道主義危機、提高現(xiàn)代醫(yī)學的個性化水平、保護地球生態(tài)環(huán)境；四項風險點包括強大的制造能力可能危及就業(yè)、黑客可能利用虛擬網(wǎng)絡威脅現(xiàn)實世界、可能引發(fā)新的犯罪和安全威脅、可能改變國際事務的規(guī)則。以下是原文內容。
　　我們應該對3D打印技術保持謹慎態(tài)度，但過度反應和監(jiān)管也可能會扼殺創(chuàng)新。歷史經(jīng)驗表明，在技術的不利一面被應用之前進行規(guī)范構建對話是最有效的。因此，各國際主體，包括國家、商業(yè)領袖、政府官員和其他政策制定者可通力合作，嘗試建立有預見性和約束性的全球規(guī)范和標準。
　　作為“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”的代表，3D打印技術已被廣泛應用于工業(yè)和個人領域。但是，任何新興技術都可能是雙刃劍，在享受新技術帶來的新動能的同時，也要未雨綢繆，高度重視新技術可能帶來的風險，提高創(chuàng)新治理能力，使科技既能充分發(fā)展，也可以切實造福人類的美好生活。
促進了人類的可持續(xù)發(fā)展
　　幫助解決國際人道主義危機。3D打印技術正在與世界上最緊迫的人道主義危機——饑餓和無家可歸作斗爭。一份聯(lián)合國報告顯示，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)實踐方法來看，這將是一項不可能完成的任務。3D打印有解決世界糧食危機的潛力。創(chuàng)建一個軟件程序，通過程序設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，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來，更快開發(fā)出更高效更經(jīng)濟的食品解決方案。3D打印技術也為住宅建設帶來了革命性的變化，使住房建設更便宜、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小時內用水泥打印了一個單層住宅房屋，該項目的最終生產(chǎn)版本是創(chuàng)建400至800平方英尺的住宅，該設計成果已在德克薩斯州奧斯汀SXSW大會上進行了首次公展。如果類似的技術和設計工藝能不斷改進和推廣，將助推數(shù)以百萬計無家可歸的人得以安居。3D打印技術還被用于人道主義救援，向災區(qū)和難民營提供基本商品和服務。例如，尼泊爾地震時，聯(lián)合國曾把3D打印作為其地震反應計劃的一部分，包括打印衛(wèi)生基礎設施所需的定制管道部件等。
　　提高現(xiàn)代醫(yī)學的個性化水平。2014年，世界首例3D打印椎骨取代人體椎骨的手術在北京成功舉行。它被認為是現(xiàn)代醫(yī)學的一大進步，因為與傳統(tǒng)的椎骨替代品相比，特別設計的3D打印骨骼形狀更好地契合了人體結構，更耐用的同時可以使人體更快更好的恢復。這是模仿患者的解剖結構進行3D個性化植入的一個典型案例，然而，3D打印在醫(yī)學上的應用遠不止這些，它創(chuàng)造了一個全新的個性化醫(yī)學領域，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)個人需求將數(shù)十粒藥物的效果合成到一粒藥物上，這個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，以使科學家可以對服用后的藥效進行精確的控制。雖然由于醫(yī)學的嚴格調控，高度個性化的3D打印藥劑可能需要數(shù)十年才能廣泛服務于患者，但這種趨勢已非常明顯。3D打印為醫(yī)學界引入的另一項革命性的服務是重新構想醫(yī)療程序?，F(xiàn)在進行手術前，大多數(shù)醫(yī)生用二維圖像來確定手術方法，這種傳統(tǒng)的成像技術不是很精確。而3D打印模型可以準確地捕捉到獨特的解剖結構細節(jié)，允許外科醫(yī)生擁有需要進行手術的任何人體部位的復制品，尤其是大腦和心臟，這種手術模擬服務大大提高了復雜手術的成功率。現(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打印技術將二氧化碳轉化為混凝土的方法，他們甚至正在探索如何減少打印過程中所需的能量，使這個技術本身更可持續(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打印珊瑚礁基質設備，以打印珊瑚賴以生長的基質，希望在此基礎上形成天然珊瑚礁。除了珊瑚礁，3D打印技術還可以為其他物種提供棲息地。