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機器人已大量應用在工業製造上，例如汽車生產，但為什麼機器人仍無法走入日常生活？人類開發機器人遇到哪些難題？

萬物皆可印的 3D 列印，這次盯上了森林

作者 愛范兒 | 發布日期 2021 年 06 月 06 日 0:00 |

當環保越來越受重視，森林危機也引起更多人關注，包括 3D 列印的先驅者。

最近3D列印公司Desktop Metal製造出新技術，表示可3D列印出任何類型的「樹木」，且藉由廢物利用。不僅能回收更多垃圾廢物，還能藉由循環利用木材，減少人類砍伐。以前3D列印主要用各類塑膠和金屬材料列印，現在木頭也能成為列印材料了。

但3D列印的木桌、木椅、木碗，你敢用嗎？

3D列印的木桌、木椅、木碗都來了

新技術稱為Forust，也是Desktop Metal創立的子公司，專門營運新技術發展。技術藉由獲得專利的單程黏合劑噴射技術，可持續生產應用於木質零件。可持續性體現在Forust列印的原材料，這些材料全都是來自木材製造和造紙業的廢棄副產品。

Forust從木材製造收集纖維素粉塵，從造紙業收集木質素，這兩種材料透過高速3D列印，直接製造出木質成品。所以不是完全還原一整棵樹，而是列印出「模仿」真實樹木的產品。廢棄木料，從此也能成為精緻、美麗、有用的東西。

列印過程中，經特殊處理的鋸末會散開來，人們藉由CAD軟體及操作設計，讓無毒且可生物降解的樹脂黏合劑接合材料。

這能讓列印出的木材和傳統木材一樣的硬度和功能。特別的地方還在於，人們可用數位技術模仿任何類型的樹木紋理。只要在後台設計好木材列印的每層數據，就能隨心所欲印出紋理。可印出紫檀木、水曲柳、斑馬紋、烏木、桃花心木等，還支援各種木材染色劑，染成對應樹木的顏色。

Forust首席執行長Andrew Jeffery表示，Forust提供幾乎無限的設計靈活性，更接近真實樹木材質，並有更多創造自由。列印完成後，人們可按照傳統木製產品，打磨、鑽孔、染色、塗漆、拋光等。

目前，人們可使用Shop System機器或RAM 336製作木製品，有緊湊、高速、單程列印引擎等特點，很適合批量列印中小型木質零件，配備機械手臂的Forust3D列印工具最大能列印180×90×30公分的木製品。

Desktop Metals首席執行長Ric Fulop認為，這項技術各行各業都能用。如建築領域，可製造地板、屋頂；豪華內部裝修部件領域，可做汽車、遊艇及高級住宅有異國情調的稀有紋理裝潢素材；家具可做成櫥櫃、桌椅、門；家居用品可做成花盆、雕塑、相框、碗筷等。他們也展示一些設計樣品，包括各類家庭用品如器皿、碗、籃子、托盤。

Forust商店頁面，已可購買列印好的現成產品，第一批產品是瑞士工業設計師Yves B é har設計，但價格不便宜，一個托盤就要20美元（約新台幣552元）。隨著首批產品推出，Desktop Metal也為建築師、設計師、製造商提供木製產品生產的新方式。

高效、實用、可自由設計，當然最創新也最重要的是環保。

3D列印木頭真的環保嗎？

3D列印木頭的風潮才剛露頭角，無法有具體數據判斷結果。不過回到3D列印木頭本身看看影響性。

3D列印木材早在2013年，就有名為FormFutura的公司創造過類似產品，名為LAYWOO-D3，材料是40%再生木材，其餘部分是黏合聚合物，但更像木絲堆疊，缺乏真實紋理，密度也不夠。

之後幾年，也有麻省理工學院科學家開發實驗室培養的特殊木質細胞，弗萊堡大學研究人員開發環境友善的木質3D列印材料，但要不就是研究處於起步階段，要不就是產品很難和真實木材媲美。

Forust的確是具革新意義的改變。對環保的改變主要有以下三點：

一是用木材廢料再現原木品質和紋理，讓纖維素和木質素成為持續資產。

二是自由創建複雜或獨特的木材設計，可避免複雜木材設計的流線型生產。

三是按需生產，製造商、設計師甚至消費者都可提交自己的列印客製設計、訂購樣品和尋求大批量合作夥伴，並大規模、長期生產產品，最大程度減少材料浪費、現貨庫存，以及運輸污染。

第一點想法抓住森林砍伐的痛點，木材浪費是嚴重問題。The Balance網站報告指出，垃圾掩埋場所有垃圾有10%是木材廢料，2010年產生7,060萬噸城市木材廢料，且還在增長。Desktop Metal表示如果人們買3D列印的木製產品用壞了，還可回收，再列印成新產品。

他們希望木製產品壽命結束後，用戶有兩個選擇，一是像其他木製產品丟掉，將隨著時間推移生物降解，另一種就是藉Forust將材料重新用於未來產品。

我們的願景是創造真正的循環製造過程。

且這種技術讓可持續製造和具成本效益的木質產品，代替很多塑膠和聚合物，這樣也能減少各領域塑膠製品生產。不過回收木材廢料的成本還需要深究，紋理製造過程的精細程度、​​木材廢料多次利用後的品質，依然需要大量產品檢驗後才能確定。

第二、三點提到的生產過程，Forust也還有問題。如收集到廢棄木料後，轉化為木粉的過程，通常也需要消耗化石燃料等能源，如果使用木材廢料本身，廢料可能也會燃燒到膠水、油漆、有毒塗料等物質，然後將二氧化碳和毒素排入環境。

ZDNnet指出，從廢棄紙漿提取木質素，也要使用諸如二氧化硫、硫化鈉和氫氧化鈉等有害化學物質，或花費較高成本研磨後，透過二噁烷／水提取，然後用溶劑純化。所以將廢物木料變成可回收材料的過程，也有諸多破壞環境的部分。這也是可持續發展一直以來的挑戰──創建可持續的解決方案，通常也需要另一個不可持續的過程推動。

數據顯示到2027年，全球成品木製品市場將達1.8兆美元，需求下Desktop Metal是第一個將3D列印技術大規模商業化的公司。他們正將始於樹木的減法業，轉變為始於升級回收木材廢料的增材業。

不過未來是否實現Desktop Metal的願景，或他們願景只是商業鼓吹，還得持續觀望。

3D列印，還能給生活帶來什麼新改變？

列印玩具、列印鞋底、列印橋樑、列印房子、列印火箭……3D列印似乎無所不能。

這個出現在1990年代中期的技術，開始只是由電腦控制，快速把液體粉末等「列印材料」一層層疊加，然後把電腦藍圖變成實物的裝置。1986年，美國科學家Charles Hull開發第一台商業3D印刷機；1993年，麻省理工學院獲3D印刷技術專利；2005年，市場首台高清晰彩色3D列印機Spectrum Z510面世。

當時人們對3D列印抱有無限期待和幻想。3D列印的確沒讓人失望，雖然速度發展並不快，但每次新成果足以令人耳目一新。如2010年11月，美國Jim Kor團隊列印出世界第一輛3D列印汽車Urbee，2011年6月6日，全球第一款3D列印比基尼出現，2011年7月，世界第一台3D巧克力列印機來了。

從建築、家居、美食、醫療到武器，3D列印在很多領域都開始運用。3D列印也曾視為引領第三次工業革命的技術，但3D列印風潮來得快去得也快。2016年左右，很多3D列印公司紛紛倒閉，AI和區塊鏈迎頭趕上。

風潮過後研究人員並未受影響，依然持續研究3D列印的新可能。

2019年4月15日，以色列特拉維夫大學研究人員以病人自身組織為原材料，3D列印出全球首顆擁有細胞、血管、心室和心房的「完整」心臟。當時這顆「心臟」可收縮，但無法像正常心臟一樣搏動泵血，去年明尼蘇達大學研究人員又藉由新型生物墨水加上3D列印技術，創建有腔室、心室、血管結構、可泵血的心臟。

生物3D列印，讓我們看到3D列印的無限潛力，雖然真正器官移植還需至少十幾年才能確認能否用於人體，但技術發展瞬息萬變。3D列印很多技術尚在研究，4D列印就興起了。4D列印其實就是3D列印技術升級，是將「可編程物質」和「3D技術」結合，讓3D列印物體有一定機械運動能力，能在外界刺激下改變形狀或結構。

這些「列印界」新技術，讓我們看到希望，不過依然感覺有點遙遠。而3D列印風潮後的企業，就在不斷嘗試讓3D列印技術更現實。

3D列印公司Icon和當地非營利組織New Story共同開發3D列印房屋，今年就有新主人：70歲高齡的流浪老人Tim Shea。這棟用混凝土3D列印房屋的造價只有1萬美元，低成本、便捷性、舒適性將為全球更多流浪人口帶來慰藉。

不過除房屋建造、生物組織等特定領域，大部分普及的3D列印材料，依然是金屬或塑膠等可黏合材料。最新的木製材料，讓我們又看到3D列印進入日常的可能。接下來，3D列印還將從單一列印材料走向多種材料並行列印，將讓3D列印機賦予產品更多元功能、更智慧的體驗、更複雜的系統。

這也將讓3D列印產品更貼近每個人的生活。

附圖：▲ Spectrum Z510。
▲ 3D列印汽車Urbee。

資料來源：https://technews.tw/2021/06/06/3d-printing-forust/

玩遊戲囉~~
科教館6樓現正展出『智慧夢工廠』
AR體感互動遊戲裝置、各種超受歡迎的瘋FUN遊戲，還有機械手臂幫你做抗菌洗手乳!!
以趣味化生活化的方式認識工業4.0 ✨

除了實體展覽外
還有線上網頁可以體驗各種遊戲 :
【智慧夢工廠Tech Tour 「技職大玩JOB」官網】
👉 https://www.twmakers.com.tw

遊戲將引導小朋友從玩樂中學習，認識工業、藝術設計、農業和海事水產等職業應用，讓職業試探不再僅限於展館中~
快來網站中破關斬將，比比看誰才是「技職大玩家」！

『智慧夢工廠』展覽參觀資訊

⋄ 展覽日期 : 即日起至110年12月31日(二)
⋄ 展覽地點 : 科教館 6樓東側展廳
⋄ 票價資訊：持當日常設展門票或有效會員卡即可進入參觀

這個在展覽會場中的公司
主要的核心是軸承
他們發展出各式各樣的機械手臂
應用在生活裡還有製造
他們也提供了一個趣味遊戲
讓大家來試一試如何操作機械手臂
據說他們也跟賣場合作來推廣
增加賣場的人氣跟銷售
不過他們所做的這一些機械手臂
都是只租不賣
對於一下子沒有辦法負擔
比較多購買金額的廠商來說
這種方法 是可以比較經濟的
就享受到自動化的便利
Automation Taipei 2019 was positioned as one of the largest industrial trade fair in recent years. Whether in the exhibition scale, exhibitor numbers, or buyer validity, the show performance had an outstanding growth by comparison with the past few years. It has been reputed as the prominent industrial exhibition in Taiwan, regarding to over 904 international exhibitors with 3,050 booths located.

 

The core topic in industry are all involved in the show arrangment, such as industrial robot arm, key components of robotic arm, industrial internet of things (IIoT), industrial automation software, machine vision & inspection and artificial intelligence(AI). Additionally, there were 50 fringe events held by organizers and exhibitors simultaneously, appealing more than 220 thousand visits in total.

#感測器　#智慧機械

特別感謝：
「溪仁企業有限公司」
「國立彰化師範大學陳明飛教授團隊」
兩個單位協助和配合拍攝。

「AQI氣體與智慧機械感測器服務平台專案計畫」今年度的期中交流會，預計於 2020 年 6 月 22 日（一）以線上研討會的形式舉辦。這次的主題是「智慧感測領航，推動產業新未來」，將會邀請各計畫主持人進行成果分享，歡迎大家直接線上參與。
👇🏼 活動相關資訊請點選：
https://bit.ly/2BSk3NA

想進一步了解服務平台「如何協助企業應用工業4.0」，
👇🏼 點選連結到「智慧機械與 AQI 氣體感測器服務平台專案計畫管理平台」看更多資訊：
https://bit.ly/36rx8Zm

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各節重點：
00:00 什麼是「工業4.0」？
01:14 工業1.0：機械化生產
02:17 工業2.0：生產線量產
03:21 工業3.0：自動化運作
04:27 避不開的工資上漲
06:24 台灣也有工業4.0？
07:21 台灣版工業4.0的案例：水五金產業轉型
09:57 我們的觀點


【 製作團隊 】

｜企劃：宇軒
｜腳本：宇軒
｜編輯：土龍
｜剪輯後製：Pookie
｜剪輯助理：歆雅
｜演出：志祺

——

【 本集參考資料 】

→ 第一次工業革命 - 維基百科：https://bit.ly/2LSHoR0
→ 第二次工業革命 - 維基百科：https://bit.ly/2zsoXjq
→ Digital Revolution - Wikipedia：https://bit.ly/2ZyQN8h
→ 第三次工業革命 - 維基百科：https://bit.ly/36qmgLp
→ 《工業大數據》，李傑著，天下雜誌出版
→ 〈美國的先進製造政策及其影響〉：https://bit.ly/3d0UB6b
→ 台灣的工業4.0－生產力4.0 - 科技大觀園：https://bit.ly/2zuV9Tb
→〈美國先進製造推廣概況說明〉駐美台北經濟文化代表處科技組：https://bit.ly/2ywmBj9
→ 南韓版《工業4.0》計畫觀察 - 產業科技資訊室 ：https://bit.ly/2XsX5n7
→〈全球最大水龍頭聚落四成業者倒閉　為何這家35年水五金廠能存活？〉天下雜誌：https://bit.ly/3d1WXSi

【 延伸閱讀 】

→〈圖解工業4.0〉天下雜誌 ：https://bit.ly/

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在電影或動漫中，念力總是讓人深深著迷，心電感應、隔空取物......這麼棒的能力，我也好想擁有啊啊啊啊啊！
　
聽說現在腦機介面相關領域已經有了很多研究和應用，這是不是表示我們可以用念力控制萬物啦？
　
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