Skylar Tibbits
今日、私たちは、新しい信じられないほどの材料と工業的手法がデザインの基本原則をどのように変え、ナノテクノロジーとバイオテクノロジーの手法を借用しているかを目撃していますが、すでにマクロレベルです。
現在の世代の3Dアディティブプリンティングテクノロジーは、製品がCADファイルから形成されるいくつかのタイプのプラスチックおよび軟金属材料に限定されています。 これが、4次元テクノロジーに大きな可能性がある理由です。
ナノテクノロジーとバイオテクノロジーの進歩は、マクロレベルで適用されます。信じられないほどの新しい材料は、時間とともに形状が変化するようにプログラムできます。 今週初め（最後-およそ）オートデスクのバイオプログラマブル材料グループの責任者であるCarlos Olguinと時間を過ごし、昨日、MITとShelly LinorのSkylar Tibbitsと話しました。 Stratasysのダニエルディコフスキー。 私はこの新しい産業、それがどのような形態をとっているか、そしてそれがすべて一般的にどのように機能するかについてもっと知りたいと思いました。
4Dプリンティングについて話すとき、4番目の次元は、水、温度および/または空気の影響下で、自己組織化の目的で経時的に変化および変化する材料の特性として理解されます。 すぐに4DオブジェクトのフォーマットはAPIを受け取ります。デザイナーは、オブジェクトを作成する素材の任意の特性を選択できます。 次に、正確な化学校正を使用して印刷し、適切な特性と機能を提供します。
DOSと最初のスタッフの出現につながった1970年代の自家製コンピューターの動きと同様に、今日の「4次元」フロント（このコンテキストでの用語4Dの作者はSkylar Tibbits）も非常に興味深い参加者で構成されています。 オートデスクは、アーキテクチャとメカニクスにおける多用途の設計ソリューションに基づいて、ナノスケールで作業するための設計ツールを提供することにより、ライフサイエンスでますます重要な役割を果たしています。 そして今日、オートデスクはマイクロワールドがマクロコスムに影響を与えることを十分に認識しています。 この新しい世界での研究は科学コミュニティによって主導されていますが、オートデスクなどと協力してこの分野を民主化しています。 これは、プログラマーとデザイナーが使用する標準とAPIを使用して行われます。
Stratasysは1989年からこの分野で活動しており、3Dプリンター、ラピッドオフィスプロトタイピングシステム、ダイレクトデジタルプロダクションソリューションでの経験が非常に役立ちました。 昨年末、StratasysはObjet Geometriesと合併しました。 今日、これら2社は生産プロセスで重要な役割を果たしています。 Organovoは、生物学的な3Dプリンターを作成します。その「バイオプロッター」は、生きた細胞から生きた組織を形成でき、やがて臓器全体を「プリントアウト」できます。 Organovoは、オートデスクと協力して3D設計ソフトウェアを作成しています。 これらの企業はすべて、それ自体が興味深いものですが、力を合わせて一緒にすれば、信じられないほどの革新を生み出します。
オートデスクのCarlos Olguin氏によると、このすべての作業の目標は、この分野を民主化し、化学や生命科学の博士号を持たない一般の人々が実験できるようにすることです。 Stratasysの教育担当グローバルディレクターShelley Linorは、Autodeskなどがデザインの作成に使用できる機能を標準化する、Additive Manufacturingと呼ばれるASTM F2915（.amf）XML標準ファイル形式について話してくれました。 このファイルは、オブジェクトの幾何学的特性-シーケンスと材料の混合物を決定するためにそれらがどのように使用されるかについて説明します。 AutodeskはまもなくCyborgプロジェクトを開始し、 123D 3Dモデリングソフトウェアをダウンロードできるようになりました。
Skylar Tibbitsや他の研究グループが率いるこれらの企業とMITのSelf Assembly Labとの相乗効果とコラボレーションにより、有望な研究分野が幅広く特定されています。 しかし、おそらくトレンドの最も興味深い側面は、新しい考え方を生み出す4Dマテリアルの進歩です。 生物学的材料で作られた自己修復ジーンズ、真空パッケージの平らな家具、大気の影響下で自分自身を組み立てる、温度に応じて組み立てられたり分解されたりするオブジェクト-これらはすべて素晴らしいと思われるかもしれませんが、これらの分野では非常に現実的な研究が行われています。 印刷された人間の臓器のように、具体的な結果が出るまでに1年以上がかかりますが、目標はすでに明確に定義されており、革新がすでに行われています。
1950年代後半にポリマーとプラスチックが登場したとき、革新の爆発が起こりました（たとえば、1958年1月28日に現代のレゴデザイナーが特許を取得しました）。 大量生産に適した材料であるアクリロニトリルブタジエンスチレン、またはABS共重合体を見つけるのにさらに5年かかりました。 しかし、比較的粗雑な化学実験で4Dオブジェクトを作成しようとすると、新しいおもちゃはほとんど発生せず、概してメディアの誇大広告以外の何ものにもつながりませんでした。 一方、プラスチックの大量生産は世界を変えました。
今日、私たちはゲームの逆のルールで新しい時代に入ります：「コンピューターではなく、物質のプログラマー」の新世代（Skylar Tibbitsによるフレーズ）は、製品の小規模生産のために、宇宙の物事の自然な自己組織化された秩序を抑制しています。
これはすでに起こっています。AutodeskはInstructablesを購入し、Thingiverseとdefcadからの作業を増やし、3Dおよび4Dオープンソースコミュニティでますます活発になりました。 今日、MITおよびプリンター企業は、クロスプラットフォームボクセルモデリングおよび分析ソフトウェアvox.cad（ボクセルは3次元のボリュームピクセルです）などのツールを広く使用しています。
これらのプロセスで最も重要な役割は、材料によって果たされます。 Jonas Benzenが彼のブログで示したように 、現在の家庭用3Dプリンターを取り巻く誇大宣伝にもかかわらず、供給とサイズのコストが高いため、そのようなプリンターが工業生産と製品のコストを競うことは困難です。 今日、3Dプリンターは主にソフトモデル素材からのプロトタイピングと工業デザインに使用されています。
印刷の概念の一部はすでに時代遅れのパラダイムになっています。 真のブレークスルーは、間違いなく材料化学の分野からもたらされるでしょう。 StratasysのDaniel Dikowskiが説明するように、これらはマテリアルプログラムインターフェイス要素の役割を果たすいくつかのマテリアルの混合物になります。 材料の必要な特性をプログラムできるこのような現代の錬金術は、新しい重要なパラダイムになります。 今日、これらの驚くべき新しい材料の特性の変化に基づいた設計原理が徐々に形成されています。 今日、このような材料はまだほとんどありませんが、この分野では非常に急速な進歩を遂げたタイタニック作業が行われています。 4〜5年後、プログラムと印刷が可能な非常に高度な素材が登場します。 これにより、実りある協力、急速な進歩、ビジネスの観点からのこの領域の（これまでのところ）開放性と包括性がもたらされます。
