Er komt een nieuwe digitale revolutie aan, dit keer in fabricage.Het is gebaseerd op dezelfde inzichten die hebben geleid tot de eerdere digitalisering van communicatie en berekeningen, maar nu wordt de fysieke wereld geprogrammeerd in plaats van de virtuele.Digitale fabricage stelt individuen in staat om tastbare objecten op aanvraag te ontwerpen en te produceren, waar en wanneer ze ze nodig hebben.Wijdverbreide toegang tot deze technologieën zal de traditionele modellen van zaken, hulp en onderwijs op de proef stellen.De oorsprong van de revolutie gaat terug tot 1952, toen onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) een vroege digitale computer op een freesmachine bekabelden en zo de eerste numeriek bestuurde werktuigmachine creëerden.Door een computerprogramma te gebruiken in plaats van een machinist om de schroeven te draaien die de metalen voorraad bewogen, konden de onderzoekers vliegtuigcomponenten produceren met vormen die complexer waren dan met de hand gemaakt konden worden.Vanaf die eerste draaiende vingerfrees zijn allerlei snijgereedschappen gemonteerd op computergestuurde platforms, inclusief waterstralen die schuurmiddelen dragen die door harde materialen kunnen snijden, lasers die snel fijne functies kunnen snijden en slanke elektrisch geladen draden die kunnen maken lange dunne sneden.Tegenwoordig raken numeriek bestuurde machines bijna elk commercieel product, of ze nu direct (alles produceren van laptopkoffers tot straalmotoren) of indirect (de gereedschappen produceren die massaproducten vormen en stempelen).En toch delen al deze moderne afstammelingen van de eerste numeriek bestuurde werktuigmachine zijn oorspronkelijke beperking: ze kunnen snijden, maar ze kunnen interne structuren niet bereiken.Dit betekent bijvoorbeeld dat de as van een wiel los moet worden vervaardigd van het lager waar het doorheen gaat.In de jaren tachtig kwamen er echter computergestuurde fabricageprocessen op de markt waarbij materiaal werd toegevoegd in plaats van verwijderd (additive manufacturing genoemd).Dankzij 3D-printen konden een lager en een as tegelijkertijd door dezelfde machine worden gebouwd.Er is nu een reeks 3D-printprocessen beschikbaar, waaronder het thermisch versmelten van plastic filamenten, het gebruik van ultraviolet licht om polymeerharsen te verknopen, het afzetten van lijmdruppels om een ​​poeder te binden, het snijden en lamineren van vellen papier en het schijnen van een laserstraal om te smelten metalen deeltjes.Bedrijven gebruiken al 3D-printers om producten te modelleren voordat ze worden geproduceerd, een proces dat rapid prototyping wordt genoemd.Bedrijven vertrouwen ook op de technologie om objecten met complexe vormen te maken, zoals sieraden en medische implantaten.Onderzoeksgroepen hebben zelfs 3D-printers gebruikt om structuren uit cellen te bouwen met als doel levende organen te printen.Additive manufacturing is alom geprezen als een revolutie en prijkte op de omslag van publicaties van Wired tot The Economist.Dit is echter een merkwaardig soort revolutie, meer verkondigd door de waarnemers dan door de beoefenaars.In een goed uitgeruste werkplaats kan voor ongeveer een kwart van de taken een 3D-printer worden gebruikt, terwijl andere machines de rest doen.Een van de redenen is dat de printers traag zijn en uren of zelfs dagen nodig hebben om dingen te maken.Andere computergestuurde tools kunnen onderdelen sneller produceren, of met fijnere eigenschappen, of die groter, lichter of sterker zijn.Gloeiende artikelen over 3D-printers lezen als de verhalen in de jaren vijftig die verkondigden dat magnetrons de toekomst van koken waren.Magnetrons zijn handig, maar ze vervangen de rest van de keuken niet.De revolutie is geen additieve versus subtractieve productie;het is het vermogen om data om te zetten in dingen en dingen in data.Dat is wat er gaat komen;voor een bepaald perspectief is er een nauwe analogie met de geschiedenis van de informatica.De eerste stap in die ontwikkeling was de komst van grote mainframecomputers in de jaren vijftig, die alleen bedrijven, overheden en elite-instellingen zich konden veroorloven.Vervolgens kwam de ontwikkeling van minicomputers in de jaren zestig, geleid door de PDP-familie van computers van Digital Equipment Corporation, die was gebaseerd op MIT's eerste getransistoriseerde computer, de TX-0.Hierdoor daalden de kosten van een computer van honderdduizenden dollars tot tienduizenden.Dat was nog te veel voor een individu, maar was betaalbaar voor onderzoeksgroepen, universitaire afdelingen en kleinere bedrijven.De mensen die deze apparaten gebruikten, ontwikkelden de applicaties voor zowat alles wat je nu op een computer doet: e-mailen, schrijven in een tekstverwerker, videogames spelen, naar muziek luisteren.Na minicomputers kwamen hobbycomputers.De bekendste hiervan, de MITS Altair 8800, werd in 1975 verkocht voor ongeveer $ 1.000 geassembleerd of ongeveer $ 400 in kitvorm.De mogelijkheden waren rudimentair, maar het veranderde het leven van een generatie computerpioniers, die nu individueel een machine konden bezitten.Ten slotte werd computergebruik pas echt persoonlijk met de komst van de IBM-pc in 1981. Hij was relatief compact, gebruiksvriendelijk, handig en betaalbaar.Net als bij de oude mainframes kunnen alleen instellingen zich de moderne versies van de vroege omvangrijke en dure computergestuurde freesapparaten veroorloven.In de jaren tachtig brachten de eerste generatie rapid prototyping-systemen van bedrijven als 3D Systems, Stratasys, Epilog Laser en Universal de prijs van computergestuurde productiesystemen terug van honderdduizenden dollars tot tienduizenden, waardoor ze aantrekkelijk werden voor onderzoek. groepen.De digitale fabricageproducten van de volgende generatie die nu op de markt zijn, zoals de RepRap, de MakerBot, de Ultimaker, de PopFab en de MTM Snap, worden voor duizenden dollars geassembleerd of honderden dollars als onderdelen verkocht.In tegenstelling tot de digitale fabricagetools die eraan voorafgingen, hebben deze tools plannen die doorgaans vrij worden gedeeld, zodat degenen die de tools bezitten (zoals degenen die de hobbyistencomputers bezaten) ze niet alleen kunnen gebruiken, maar er ook meer van kunnen maken en aanpassen .Geïntegreerde personal digital fabricators die vergelijkbaar zijn met de personal computer bestaan ​​nog niet, maar die zullen er komen.Persoonlijke fabricage bestaat al jaren als een science-fiction-nietje.Toen de crew van de tv-serie Star Trek: The Next Generation werd geconfronteerd met een bijzonder uitdagende plotontwikkeling, konden ze de ingebouwde replicator gebruiken om alles te maken wat ze nodig hadden.Wetenschappers in een aantal laboratoria (waaronder de mijne) werken nu aan het echte werk en ontwikkelen processen die individuele atomen en moleculen in elke gewenste structuur kunnen plaatsen.In tegenstelling tot de huidige 3D-printers, kunnen deze in één keer complete functionele systemen bouwen, zonder dat er onderdelen hoeven te worden geassembleerd.Het doel is om niet alleen de onderdelen voor bijvoorbeeld een drone te produceren, maar een compleet voertuig te bouwen dat zo uit de printer kan vliegen.Dit doel is nog jaren verwijderd, maar het is niet nodig om te wachten: de meeste computerfuncties die we tegenwoordig gebruiken, zijn uitgevonden in het minicomputertijdperk, lang voordat ze zouden floreren in het tijdperk van personal computing.Evenzo, hoewel de digitale productiemachines van vandaag nog in de kinderschoenen staan, kunnen ze al worden gebruikt om (bijna) alles en overal te maken.Dat verandert alles.Ik waardeerde voor het eerst de parallel tussen persoonlijk computergebruik en persoonlijke fabricage toen ik een les gaf met de naam "Hoe (bijna) alles te maken" aan het MIT Center for Bits and Atoms, dat ik leid.CBA, geopend in 2001 met financiering van de National Science Foundation, is ontwikkeld om de grens tussen informatica en natuurwetenschappen te bestuderen.Het runt een faciliteit die is uitgerust om dingen te maken en te meten die zo klein zijn als atomen of zo groot als gebouwen.We hebben de klas ontworpen om een ​​kleine groep onderzoeksstudenten te leren hoe ze de tools van CBA moeten gebruiken, maar we werden overweldigd door de vraag van studenten die gewoon dingen wilden maken.Elke student voltooide later een semester lang project om de vaardigheden die ze hadden geleerd te integreren.Men maakte een wekker waar de duizelige eigenaar mee zou moeten worstelen om te bewijzen dat hij of zij wakker was.Een ander maakte een jurk die was uitgerust met sensoren en gemotoriseerde ruggengraatachtige structuren die de persoonlijke ruimte van de drager konden beschermen.De studenten beantwoordden een vraag die ik niet had gesteld: waar is digitale fabricage goed voor?Het blijkt dat de "killer-app" in digitale fabricage, net als in computers, personalisatie is, producten produceren voor een markt van één persoon.Geïnspireerd door het succes van die eerste klas, begon CBA in 2003 met een outreach-project met steun van de National Science Foundation.In plaats van alleen ons werk te beschrijven, dachten we dat het interessanter zou zijn om de tools te bieden.We hebben een kit samengesteld van ongeveer $ 50.000 aan apparatuur (inclusief een computergestuurde laser, een 3D-printer en grote en kleine computergestuurde freesmachines) en ongeveer $ 20.000 aan materialen (inclusief componenten voor het vormen en gieten van onderdelen en het produceren elektronica).Alle tools waren verbonden door aangepaste software.Deze werden bekend als "fab labs" (voor "fabrication labs" of "fabulous labs").Hun kosten zijn vergelijkbaar met die van een minicomputer, en we hebben ontdekt dat ze op dezelfde manier worden gebruikt: om nieuwe toepassingen en nieuwe gebruikers voor de machines te ontwikkelen.Vanaf december 2003 richtte een CBA-team onder leiding van Sherry Lassiter, een collega van mij, het eerste fablab op in het South End Technology Center, in de binnenstad van Boston.SETC wordt geleid door Mel King, een activist die een pioniersrol vervulde bij de introductie van nieuwe technologieën in stedelijke gemeenschappen, van videoproductie tot internettoegang.Voor hem waren digitale fabricagemachines een natuurlijke volgende stap.Ondanks alle verschillen tussen de MIT-campus en de South End waren de reacties op beide plaatsen even enthousiast.Een groep meisjes uit de omgeving gebruikte de gereedschappen in het lab om een ​​hightech ambachtelijke verkoop op straat te houden, waarbij ze tegelijkertijd plezier hadden, zich uitten, technische vaardigheden leerden en een inkomen verdienden.Sommige van de kinderen in de buurt die thuisonderwijs hebben gegeven en die het Fablab hebben gebruikt voor praktische training, zijn sindsdien doorgestroomd naar een carrière in de technologie.Het SETC Fablab was alles wat we hadden gepland voor het outreach-project.Maar dankzij interesse van een Ghanese gemeenschap rond SETC heeft CBA in 2004, met steun van de National Science Foundation en hulp van een lokaal team, een tweede fablab opgezet in de stad Sekondi-Takoradi, aan de kust van Ghana.Sindsdien zijn overal fablabs geïnstalleerd, van Zuid-Afrika tot Noorwegen, van het centrum van Detroit tot het platteland van India.In de afgelopen jaren is het totale aantal ongeveer elke 18 maanden verdubbeld, met meer dan 100 in bedrijf en nog veel meer gepland.Deze laboratoria maken deel uit van een grotere 'makersbeweging' van hightech doe-het-zelvers, die de toegang tot de moderne middelen om dingen te maken democratiseren.De lokale vraag heeft wereldwijd fablabs getrokken.Hoewel er een breed scala aan locaties en financieringsmodellen is, delen alle laboratoria dezelfde kerncapaciteiten.Zo kunnen projecten worden gedeeld en reizen mensen tussen de labs door.Internettoegang bieden is een doel van veel fablabs.Vanuit het lab in Boston is een project gestart om antennes, radio's en terminals voor draadloze netwerken te maken.Het ontwerp werd verfijnd in een fablab in Noorwegen, werd getest in een laboratorium in Zuid-Afrika, werd ingezet vanuit een laboratorium in Afghanistan en draait nu op een zichzelf in stand houdende commerciële basis in Kenia.Geen van deze sites had de kritische massa aan kennis om de netwerken zelf te ontwerpen en te produceren.Maar door ontwerpbestanden te delen en de componenten lokaal te produceren, zouden ze dat allemaal samen kunnen doen.De mogelijkheid om gegevens over de hele wereld te verzenden en vervolgens lokaal producten op aanvraag te produceren, heeft revolutionaire implicaties voor de industrie.De eerste industriële revolutie gaat terug tot 1761, toen het Bridgewater-kanaal in Manchester, Engeland werd geopend.In opdracht van de hertog van Bridgewater om steenkool van zijn mijnen in Worsley naar Manchester te brengen en producten die met die steenkool zijn gemaakt naar de wereld te vervoeren, was het het eerste kanaal dat geen bestaande waterweg volgde.Dankzij het nieuwe kanaal maakte Manchester een enorme vlucht.In 1783 had de stad één katoenspinnerij;in 1853 waren het er 108. Maar de hausse werd gevolgd door een mislukking.Het kanaal werd achterhaald door de spoorwegen, vervolgens door vrachtwagens en uiteindelijk door containervervoer.Tegenwoordig is industriële productie een race naar de bodem, waarbij fabrikanten naar de goedkoopste locaties verhuizen om wereldwijde toeleveringsketens te voeden.Nu heeft Manchester een innovatief fablab dat deelneemt aan een nieuwe industriële revolutie.Een daar gemaakt ontwerp kan overal ter wereld elektronisch worden verzonden voor on-demand productie, waardoor de verzendkosten effectief worden geëlimineerd.En in tegenstelling tot de oude molens kunnen de productiemiddelen eigendom zijn van iedereen.Waarom zou je een digitale fabricagemachine willen hebben?Persoonlijke fabricagetools zijn als speelgoed beschouwd, omdat de incrementele kosten van massaproductie altijd lager zullen zijn dan voor eenmalige goederen.Een soortgelijke aanklacht werd ingediend tegen personal computers.Ken Olsen, oprichter en CEO van de minicomputer-maker Digital Equipment Corporation, zei in 1977 beroemd dat "er geen enkele reden is voor iemand om een ​​computer in zijn huis te hebben."Zijn bedrijf is inmiddels opgeheven.U bezit hoogstwaarschijnlijk een personal computer.Het is er niet voor inventaris en salarisadministratie;het is om te doen wat je jezelf maakt: naar muziek luisteren, met vrienden praten, winkelen.Evenzo is het doel van persoonlijke fabricage niet om te maken wat je in winkels kunt kopen, maar om te maken wat je niet kunt kopen.Overweeg winkelen bij IKEA.De meubelgigant peilt naar de wereldwijde vraag naar meubels en produceert en verzendt vervolgens artikelen naar zijn big-box-winkels.Voor slechts duizenden dollars kunnen particulieren de kit al kopen voor een grootformaat computergestuurde freesmachine die alle onderdelen in een IKEA flatpack-doos kan maken.Als de machine slechts tien IKEA-aankopen heeft bespaard, kunnen de kosten worden terugverdiend.Sterker nog, elk item dat door de machine wordt geproduceerd, zou worden aangepast aan de voorkeur van de klant.En in plaats van mensen in dienst te nemen in afgelegen fabrieken, is het maken van meubels op deze manier een lokale aangelegenheid.Deze laatste observatie inspireerde het Fab City-project, dat wordt geleid door de hoofdarchitect van Barcelona, ​​Vicente Guallart.Barcelona heeft, net als de rest van Spanje, een jeugdwerkloosheid van meer dan 50 procent.Een hele generatie daar heeft weinig vooruitzichten op het vinden van een baan en het verlaten van het huis.In plaats van producten te kopen die ver weg zijn geproduceerd, zet de stad, samen met Guallart, in elk district fablabs in als onderdeel van de openbare infrastructuur.Het doel is dat de stad wereldwijd verbonden is voor kennis, maar zelfvoorzienend is voor wat het verbruikt.De digitale fabricagetools die vandaag beschikbaar zijn, zijn niet in hun definitieve vorm.Maar in plaats van te wachten, bouwen programma's zoals die van Barcelona de capaciteit op om ze te gebruiken terwijl ze worden ontwikkeld.In algemeen gebruik verwijst de term "digitale fabricage" naar processen die gebruikmaken van de computergestuurde tools die de afstammelingen zijn van de numeriek bestuurde fabriek van MIT uit 1952.Maar het "digitale" deel van die tools bevindt zich in de controlerende computer;de materialen zelf zijn analoog.Een diepere betekenis van "digitale fabricage" zijn productieprocessen waarbij de materialen zelf digitaal zijn.Een aantal laboratoria (waaronder de mijne) ontwikkelen digitale materialen voor de toekomst van fabricage.Het onderscheid is niet alleen semantisch.Vroeger werden telefoongesprekken minder met de afstand omdat ze analoog waren: eventuele fouten door ruis in het systeem zouden zich opstapelen.Toen, in 1937, schreef de wiskundige Claude Shannon wat misschien wel de beste masterproef ooit was, aan het MIT.Daarin bewees hij dat aan-uitschakelaars elke logische functie konden berekenen.Hij paste het idee toe op telefonie in 1938, terwijl hij bij Bell Labs werkte.Hij toonde aan dat door een oproep om te zetten in een code van enen en nullen, een bericht betrouwbaar kan worden verzonden, zelfs in een luidruchtig en onvolmaakt systeem.Het belangrijkste verschil is foutcorrectie: als een één een 0,9 of een 1,1 wordt, kan het systeem het nog steeds van een nul onderscheiden.Bij het MIT was Shannons onderzoek gemotiveerd door de moeilijkheid om met een gigantische mechanische analoge computer te werken.Het gebruikte roterende wielen en schijven, en de antwoorden werden slechter naarmate het langer liep.Onderzoekers, waaronder John von Neumann, Jack Cowan en Samuel Winograd, toonden aan dat het digitaliseren van gegevens ook van toepassing kan zijn op computers: een digitale computer die informatie weergeeft als enen en nullen, kan betrouwbaar zijn, zelfs als de onderdelen dat niet zijn.De digitalisering van gegevens maakte het mogelijk om wat ooit een supercomputer zou zijn geweest in de smartphone in de zak te kunnen dragen.Deze zelfde ideeën worden nu toegepast op materialen.Om het verschil met de processen die tegenwoordig worden gebruikt te begrijpen, vergelijkt u de prestaties van een kind dat LEGO-stukken in elkaar zet met die van een 3D-printer.Ten eerste, omdat de LEGO-stukken moeten worden uitgelijnd om in elkaar te klikken, is hun uiteindelijke positionering nauwkeuriger dan de motoriek van een kind gewoonlijk zou toestaan.Daarentegen stapelt het 3D-printproces fouten op (zoals iedereen die een 3D-print heeft gecontroleerd die al een paar uur aan het bouwen is om te ontdekken dat deze is mislukt vanwege een onvolmaakte hechting in de onderste lagen, kan bevestigen).Ten tweede bepalen de LEGO-stukken zelf hun afstand, waardoor een structuur tot elke grootte kan groeien.Een 3D-printer wordt beperkt door de grootte van het systeem dat de printkop positioneert.Ten derde zijn LEGO-stukken verkrijgbaar in een reeks verschillende materialen, terwijl 3D-printers een beperkte mogelijkheid hebben om ongelijke materialen te gebruiken, omdat alles hetzelfde printproces moet doorlopen.Ten vierde kan een LEGO-constructie die niet meer nodig is, worden gedemonteerd en de onderdelen opnieuw worden gebruikt;wanneer onderdelen van een 3D-printer niet meer nodig zijn, worden ze weggegooid.Dit zijn precies de verschillen tussen een analoog systeem (de continue depositie van de 3D-printer) en een digitaal systeem (de LEGO-assemblage).Het digitaliseren van materiaal is geen nieuw idee.Het is vier miljard jaar oud en gaat terug tot het evolutionaire tijdperk van het ribosoom, het eiwit dat eiwitten maakt.Mensen zitten vol met moleculaire machines, van de motoren die onze spieren bewegen tot de sensoren in onze ogen.Het ribosoom bouwt al die machines uit een microscopische versie van LEGO-stukken, aminozuren, waarvan er 22 verschillende soorten zijn.De volgorde voor het samenstellen van de aminozuren wordt opgeslagen in DNA en wordt naar het ribosoom gestuurd in een ander eiwit dat boodschapper-RNA wordt genoemd.De code beschrijft niet alleen het te vervaardigen eiwit;het wordt het nieuwe eiwit.Labs zoals het mijne ontwikkelen nu 3D-assemblers (in plaats van printers) die structuren kunnen bouwen op dezelfde manier als het ribosoom.De monteurs kunnen zowel onderdelen toevoegen als verwijderen uit een discrete set.Een van de assembleurs die we ontwikkelen werkt met componenten die iets groter zijn dan aminozuren, clusters van atomen van zo'n tien nanometer lang (een aminozuur is ongeveer een nanometer lang).Deze kunnen eigenschappen hebben die aminozuren niet kunnen hebben, zoals goede elektrische geleiders of magneten.Het doel is om met de nanoassembler nanostructuren te bouwen, zoals 3D-geïntegreerde schakelingen.Een andere assembler die we aan het ontwikkelen zijn, gebruikt onderdelen op de schaal van microns tot millimeters.We willen dat deze machine de elektronische printplaten maakt waarop de 3D-geïntegreerde schakelingen worden gebruikt.Nog een andere monteur die we aan het ontwikkelen zijn, gebruikt onderdelen op de schaal van centimeters om grotere constructies te maken, zoals vliegtuigonderdelen en zelfs hele vliegtuigen die lichter, sterker en capabeler zullen zijn dan de vliegtuigen van vandaag -- denk aan een jumbojet die met zijn Vleugels.Een belangrijk verschil tussen bestaande 3D-printers en deze assemblers is dat de assemblers in één proces complete functionele systemen kunnen maken.Ze zullen in staat zijn om vaste en bewegende mechanische structuren, sensoren en actuatoren en elektronica te integreren.Nog belangrijker is wat de assemblers niet maken: afval.Prullenbak is een concept dat alleen van toepassing is op materialen die niet genoeg informatie bevatten om herbruikbaar te zijn.Alle materie op de bosbodem wordt keer op keer gerecycled.Evenzo hoeft een product dat is samengesteld uit digitale materialen niet te worden weggegooid wanneer het verouderd is.Het kan eenvoudig worden gedemonteerd en de onderdelen worden omgebouwd tot iets nieuws.Het meest interessante dat een assembleur kan samenstellen, is zichzelf.Voorlopig worden ze gemaakt van dezelfde soorten componenten die worden gebruikt in rapid prototyping-machines.Uiteindelijk is het echter de bedoeling dat ze alle onderdelen zelf kunnen maken.De motivatie is praktisch.De grootste uitdaging bij het bouwen van nieuwe fablabs over de hele wereld is niet het wekken van interesse, of mensen leren hoe ze ze moeten gebruiken, of zelfs maar kosten;het is de logistiek geweest.Bureaucratie, incompetente of corrupte grenscontroles en het onvermogen van toeleveringsketens om aan de vraag te voldoen, hebben onze inspanningen om de machines over de hele wereld te verzenden, belemmerd.Wanneer we klaar zijn om assembleurs te verzenden, zal het veel gemakkelijker zijn om digitale materiaalcomponenten in bulk te verzenden en vervolgens de ontwerpcodes naar een fablab te e-mailen, zodat de ene assembleur een andere kan maken.Het zelfrepliceren van assembleurs is ook essentieel voor hun schaalbaarheid.Ribosomen zijn traag en voegen een paar aminozuren per seconde toe.Maar er zijn er ook heel veel, tienduizenden in elk van de biljoenen cellen in het menselijk lichaam, en ze kunnen meer van zichzelf maken als dat nodig is.Evenzo, om de snelheid van de Star Trek-replicator te evenaren, moeten veel assembleurs parallel kunnen werken.Zijn er gevaren aan dit soort technologie?In 1986 schreef de ingenieur Eric Drexler, wiens proefschrift aan het MIT de eerste in moleculaire nanotechnologie was, over wat hij 'grijze smurrie' noemde, een doemscenario waarin een zelfreproducerend systeem zich ongecontroleerd vermenigvuldigt, zich over de aarde verspreidt, en verbruikt al zijn middelen.In 2000 schreef Bill Joy, een computerpionier, in het tijdschrift Wired over de dreiging van extremisten die zelfreproducerende massavernietigingswapens bouwen.Hij concludeerde dat er een aantal onderzoeksgebieden zijn die mensen niet zouden moeten nastreven.In 2003 vroeg een bezorgde prins Charles aan de Royal Society, het genootschap van vooraanstaande wetenschappers in het Verenigd Koninkrijk, om de risico's van nanotechnologie en zelfreplicerende systemen te beoordelen.Hoewel alarmerend, is het scenario van Drexler niet van toepassing op de zichzelf reproducerende assemblers die nu in ontwikkeling zijn: deze vereisen een externe krachtbron en de invoer van niet-natuurlijke materialen.Hoewel biologische oorlogsvoering een ernstige zorg is, is het niet nieuw;er is een wapenwedloop in de biologie gaande sinds het begin van de evolutie.Een meer directe dreiging is dat digitale fabricage zou kunnen worden gebruikt om wapens voor individuele vernietiging te produceren.Een amateurwapensmid heeft al een 3D-printer gebruikt om de onderste ontvanger van een halfautomatisch geweer, de AR-15, te maken.Dit zwaar gereguleerde onderdeel bevat de kogels en draagt ​​het serienummer van het pistool.Een Duitse hacker maakte 3D-kopieën van streng gecontroleerde handboeiensleutels van de politie.Twee van mijn eigen studenten, Will Langford en Matt Keeter, maakten hoofdsleutels, zonder toegang tot de originelen, voor bagagehangsloten die waren goedgekeurd door de Amerikaanse Transportation Security Administration.Ze maakten röntgenfoto's van de sloten met een CT-scanner in ons lab, gebruikten de gegevens om een ​​3D-computermodel van de sloten te bouwen, bedachten wat de hoofdsleutel was en produceerden vervolgens werkende sleutels met drie verschillende processen: numeriek bestuurd frezen , 3D-printen en gieten en gieten.Dit soort anekdotes hebben geleid tot oproepen om 3D-printers te reguleren.Toen ik kamers van inlichtingenanalisten of militaire leiders heb geïnformeerd over digitale fabricage, hebben sommigen van hen steevast geconcludeerd dat de technologie moet worden beperkt.Sommigen hebben voorgesteld de bedieningselementen te modelleren naar die op kleurenlaserprinters.Toen dat type printer voor het eerst verscheen, werd het gebruikt om vals geld te produceren.Hoewel de valse rekeningen gemakkelijk te detecteren waren, overtuigde de Amerikaanse geheime dienst in de jaren negentig de fabrikanten van laserprinters om ermee in te stemmen elk apparaat te coderen zodat het kleine gele stippen zou afdrukken op elke afgedrukte pagina.De stippen zijn onzichtbaar voor het blote oog, maar coderen de tijd, datum en het serienummer van de printer die ze heeft afgedrukt.In 2005 heeft de Electronic Frontier Foundation, een groep die digitale rechten verdedigt, het systeem gedecodeerd en gepubliceerd.Dit leidde tot publieke verontwaardiging over printers die inbreuk maakten op de privacy van mensen, een voortdurende praktijk die werd ingevoerd zonder publieke inbreng of schijnbare controles.Gegrond of niet, dezelfde aanpak zou niet werken met 3D-printers.Er zijn maar een paar fabrikanten die de printengines maken die in laserprinters worden gebruikt.Dus een overeenkomst tussen hen dwong het beleid in de hele industrie af.Er is geen bijbehorend onderdeel voor 3D-printers.De onderdelen die de machinebouwers zelf nog niet kunnen maken, zoals computerchips en stappenmotoren, zijn commodity items: ze worden massaal geproduceerd en voor veel toepassingen gebruikt, zonder centraal aansturingspunt.De onderdelen die uniek zijn voor 3D-printen, zoals filamentfeeders en extrusiekoppen, zijn niet moeilijk te maken.Machines die machines maken, kunnen niet op dezelfde manier worden gereguleerd als machines die door een paar fabrikanten zijn gemaakt.Zelfs als 3D-printers zouden kunnen worden gecontroleerd, is het pijn doen van mensen al een goed voorziene marktvraag.Goedkope wapens zijn overal ter wereld te vinden.CBA's ervaring met het runnen van fab-labs in conflictgebieden is dat ze worden gebruikt als alternatief voor vechten.En hoewel gevestigde elites de technologie niet als een bedreiging zien, kan de aanwezigheid ervan hun autoriteit uitdagen.Zo heeft het fablab in Jalalabad, Afghanistan, draadloze internettoegang verschaft aan een gemeenschap die nu voor het eerst de rest van de wereld kan leren kennen en haar eigen netwerk kan uitbreiden.Een laatste punt van zorg over digitale fabricage heeft betrekking op de diefstal van intellectueel eigendom.Als producten als ontwerpen worden verzonden en op aanvraag worden geproduceerd, wat voorkomt dan dat die ontwerpen zonder toestemming worden gerepliceerd?Dat is het dilemma waarmee de muziek- en software-industrie te maken hebben gehad.Hun onmiddellijke reactie -- de introductie van technologie om het kopiëren van bestanden te beperken -- mislukte.Dat komt omdat de technologie gemakkelijk werd omzeild door degenen die vals wilden spelen en irritant was voor alle anderen.De oplossing was om app stores te ontwikkelen die het makkelijker maken om legaal software en muziek te kopen en verkopen.Bestanden van digitale fabricageontwerpen kunnen op dezelfde manier worden verkocht, gericht op gespecialiseerde belangen die massaproductie niet zouden ondersteunen.Octrooibescherming op digitale fabricageontwerpen kan alleen werken als er een barrière is voor toegang tot het gebruik van het intellectuele eigendom en als inbreuk kan worden vastgesteld.Dat geldt voor de producten die in dure gieterijen voor geïntegreerde schakelingen worden gemaakt, maar niet voor producten die in betaalbare fablabs worden gemaakt.Iedereen met toegang tot de tools kan overal een ontwerp repliceren;het is niet haalbaar om tegen de hele wereld te procederen.In plaats van te proberen de toegang te beperken, zijn er bloeiende softwarebedrijven ontstaan ​​die hun broncodes vrijelijk delen en worden gecompenseerd voor de diensten die ze leveren.De verspreiding van digitale fabricagetools leidt nu tot een overeenkomstige praktijk voor open-source hardware.Gemeenschappen mogen digitale fabricage niet vrezen of negeren.Betere manieren om dingen op te bouwen kunnen helpen om betere gemeenschappen op te bouwen.Een fablab in Detroit bijvoorbeeld, dat wordt gerund door ondernemer Blair Evans, biedt programma's voor risicojongeren aan als sociale dienst.Het stelt hen in staat om dingen te ontwerpen en te bouwen op basis van hun eigen ideeën.Het is mogelijk om op verschillende manieren gebruik te maken van de voordelen van digitale fabricage.Een daarvan is van boven naar beneden.In 2005 lanceerde Zuid-Afrika een nationaal netwerk van fab-labs om innovatie aan te moedigen via zijn National Advanced Manufacturing Technology Strategy.In de Verenigde Staten heeft vertegenwoordiger Bill Foster (D-Ill.) wetgeving voorgesteld, de National Fab Lab Network Act van 2010, om een ​​nationaal laboratorium te creëren dat lokale fablabs met elkaar verbindt.Het bestaande nationale laboratoriumsysteem herbergt faciliteiten van miljarden dollars, maar heeft moeite om de gemeenschappen om hen heen direct te beïnvloeden.Foster's wetsvoorstel stelt een systeem voor dat in plaats daarvan de laboratoria naar de gemeenschappen zou brengen.Een andere benadering is bottom-up.Veel van de bestaande fab-labsites, zoals die in Detroit, zijn begonnen als informele organisaties om onvervulde lokale behoeften aan te pakken.Deze zijn aangesloten bij regionale programma's.Deze regionale programma's, zoals het United States Fab Lab Network en FabLab.nl in België, Luxemburg en Nederland, nemen taken op zich die te groot zijn voor een individueel lab, zoals het ondersteunen van de lancering van nieuwe.De regionale programma's worden op hun beurt met elkaar verbonden via de internationale Fab Foundation, die ondersteuning zal bieden voor wereldwijde uitdagingen, zoals het inkopen van gespecialiseerde materialen over de hele wereld.Om bij te blijven wat mensen in de labs leren, heeft het fablab-netwerk de Fab Academy gelanceerd.Kinderen die in afgelegen fab-labs werken, zijn zo ver gevorderd dat ze geen lokale onderwijsmogelijkheden meer hebben, dat ze ver weg zouden moeten reizen naar een geavanceerde instelling om hun studie voort te zetten.Om dergelijke braindrains te voorkomen, heeft de Fab Academy lokale labs aan elkaar gekoppeld tot een wereldwijde campus.Naast toegang tot tools, worden studenten die naar deze labs gaan omringd door leeftijdsgenoten om van te leren en hebben ze lokale mentoren om hen te begeleiden.Ze nemen deel aan interactieve wereldwijde videocolleges en delen online projecten en instructiemateriaal.Het traditionele model van geavanceerd onderwijs gaat ervan uit dat faculteiten, boeken en laboratoria schaars zijn en slechts voor een paar duizend mensen tegelijk toegankelijk zijn.In computertermen kan MIT worden gezien als een mainframe: studenten reizen erheen voor verwerking.Sinds kort is er belangstelling voor afstandsonderwijs als alternatief, om meer studenten aan te kunnen.Deze aanpak is echter als timesharing op een mainframe, waarbij de verre studenten als terminals zijn aangesloten op een campus.De Fab Academy lijkt meer op internet, is lokaal verbonden en wordt wereldwijd beheerd.De combinatie van digitale communicatie en digitale fabricage stelt de campus in staat om effectief naar de studenten te komen, die projecten kunnen delen die op aanvraag lokaal worden geproduceerd.Het Amerikaanse Bureau of Labor Statistics voorspelt dat de Verenigde Staten in 2020 ongeveer 9,2 miljoen banen zullen hebben op het gebied van wetenschap, technologie, techniek en wiskunde.Volgens gegevens die zijn verzameld door de National Science Board, de adviesgroep van de National Science Foundation, hebben universiteitsgraden op deze gebieden geen gelijke tred gehouden met de inschrijving op de universiteit.En vrouwen en minderheden blijven op deze terreinen sterk ondervertegenwoordigd.Digitale fabricage biedt een nieuw antwoord op deze behoefte, beginnend bij het begin van de pijplijn.Kinderen kunnen in elk van de fab-labs komen en de tools toepassen op hun interesses.De Fab Academy probeert een evenwicht te vinden tussen het gedecentraliseerde enthousiasme van de doe-het-zelfmakersbeweging en het mentorschap dat ontstaat door het samen te doen.De echte kracht van een fablab is immers niet technisch;het is sociaal.Hoe zijn oorlog het verleden van Rusland heeft uitgewist en de toekomst in gevaar heeft gebrachtEn de wereld moet zich voorbereiden op instabiliteit in RuslandWar-Gaming onthult hoe een Amerikaans-Chinees conflict kan escalerenGepubliceerd door de Council on Foreign Relations©2022 Council on Foreign Relations, Inc. Alle rechten voorbehouden.Klik hier om meer te leren.