如今的制造業(yè)廣泛依賴于各類機(jī)械技術(shù),其中包括已經(jīng)擁有超過(guò)一個(gè)世紀(jì)的成熟技術(shù)方案,以及各類前沿創(chuàng)新型工具。以加法與減法制造、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(computer-aided design and manufacturing,簡(jiǎn)稱CAD/CAM)以及激光制造等流程為代表的技術(shù)方案,使得制造類企業(yè)得以更好地響應(yīng)市場(chǎng)需求的快速變化。
增材制造(Additive Manufacturing,簡(jiǎn)稱AM)是指導(dǎo)通過(guò)材料分層堆疊的方式構(gòu)建產(chǎn)品; 其亦被廣泛視為3D打印的同義詞。不過(guò)二者之間仍然存在一定區(qū)別:前者往往部署于規(guī)模化制造環(huán)境當(dāng)中,而3D打印則更多以消費(fèi)者為中心且與創(chuàng)客活動(dòng)有關(guān)。這方面的實(shí)例包括制造具有復(fù)雜幾何開(kāi)關(guān)的部件,這類部件往往很難通過(guò)傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝進(jìn)行制造。
增材制造的另一種用途在于快速原型制造(rapid prototyping,簡(jiǎn)稱RP),其中的各零件或組件的比例模型可在全面投產(chǎn)之前進(jìn)行試驗(yàn)性制作。快速原型制造技術(shù)的發(fā)展,使得小批量生產(chǎn)高質(zhì)量零件成為可能,且成本仍然處于合理范圍之內(nèi)。
與增材制造直接相關(guān)的技術(shù)為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(computer-aided design,簡(jiǎn)稱CAD),其負(fù)責(zé)為增材結(jié)構(gòu)提供必要的幾何數(shù)據(jù)。由CAD軟件生成的三維渲染結(jié)果以及由掃描儀生成的二維平面,皆可作為此類數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。
當(dāng)然,CAD也被廣泛應(yīng)用于其它制造流程當(dāng)中。計(jì)算機(jī)輔助制造(簡(jiǎn)稱CAM)就使得CAD工藝更進(jìn)一步,能夠利用軟件控制機(jī)床對(duì)金屬等剛性原材料進(jìn)行切割及成型——這一過(guò)程亦被稱為“加工”。由于加工技術(shù)一般涉及對(duì)受控材料進(jìn)行多余部分消除,因此被統(tǒng)稱為減法制造。
圖:機(jī)械技術(shù)間對(duì)應(yīng)關(guān)系的實(shí)例。金屬部件頂端視角的CAD模型,該部件由0.5毫米厚的不銹鋼材料通過(guò)激光切割制造而成。
激光制造技術(shù)也已經(jīng)在加法與減法制造領(lǐng)域占據(jù)有一席之地。一部分最早的3D打印技術(shù)即基于立體光刻技術(shù)(stereolithography,簡(jiǎn)稱SLA),這是一種發(fā)明于上世紀(jì)八十年代中期的增量制造系統(tǒng)。其利用此外激光固化光聚合物,進(jìn)而形成制造物體的各層。如今的制造行業(yè)正在利用選擇性激光燒結(jié)(selective laser sintering,簡(jiǎn)稱SLS)與選擇性激光熔化(selective laser melting,簡(jiǎn)稱SLM)等擴(kuò)展性技術(shù)應(yīng)用——二者皆通過(guò)融合粉末材料以形成堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。
激光器的減少制造應(yīng)用的歷史更為悠久,且目前仍得到廣泛使用。激光加工的例子包括常見(jiàn)于板材、結(jié)構(gòu)與管道材料的激光切割;用于外科手術(shù)管材等醫(yī)療器械的激光鉆孔; 以及在汽車工業(yè)中得到大量應(yīng)用的激光焊接鎖孔制造技術(shù)。
Epilog的光纖激光器系列設(shè)備亦可改變金屬等材料的外觀。通過(guò)控制加熱與冷卻,激光將可形成光滑且閃亮的表面效果——行業(yè)亦將此稱為激光拋光或鏡面處理。此類應(yīng)用包括建筑標(biāo)牌與高端標(biāo)簽。此外,在利用激光將金屬加熱至接近熔點(diǎn),而后進(jìn)行緩慢冷卻時(shí),這一退火過(guò)程將可產(chǎn)生彩虹般的標(biāo)記。該項(xiàng)技術(shù)常被用于制造人體內(nèi)使用的醫(yī)療設(shè)備。
Epilog FiberMark等激光器亦可實(shí)現(xiàn)真正的加工技術(shù),例如以受控蝕刻方式去除目標(biāo)材料的特定部分。蝕刻屬于一種淺雕刻工藝,在制造業(yè)中常用于生產(chǎn)帶有序列號(hào)、徽標(biāo)或條形碼的工具及零件。
從這份簡(jiǎn)短的清單可以看到,現(xiàn)代制造業(yè)所涉及的機(jī)械技術(shù)種類繁多、用途各異。此外,這些技術(shù)亦常被聯(lián)系在一起——某一技術(shù)的發(fā)展亦會(huì)推動(dòng)其它技術(shù)的進(jìn)步。雖然前景尚有待觀察,但其發(fā)展?jié)摿o(wú)疑是巨大的。
好文章,需要你的鼓勵(lì)
浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)提出動(dòng)態(tài)專家搜索方法,讓AI能根據(jù)不同問(wèn)題靈活調(diào)整內(nèi)部專家配置。該方法在數(shù)學(xué)、編程等任務(wù)上顯著提升推理準(zhǔn)確率,且不增加計(jì)算成本。研究發(fā)現(xiàn)不同類型問(wèn)題偏愛(ài)不同專家配置,為AI推理優(yōu)化開(kāi)辟新路徑。
清華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)提出SIRI方法,通過(guò)"壓縮-擴(kuò)張"交替訓(xùn)練策略,成功解決了大型推理模型"話多且準(zhǔn)確率低"的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)顯示,該方法在數(shù)學(xué)競(jìng)賽題上將模型準(zhǔn)確率提升43.2%的同時(shí),輸出長(zhǎng)度減少46.9%,真正實(shí)現(xiàn)了效率與性能的雙重優(yōu)化,為AI模型訓(xùn)練提供了新思路。
南洋理工大學(xué)與騰訊聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出Rolling Forcing技術(shù),實(shí)現(xiàn)AI視頻實(shí)時(shí)流式生成的重大突破。該技術(shù)通過(guò)滾動(dòng)窗口聯(lián)合去噪、注意力錨點(diǎn)機(jī)制和高效訓(xùn)練算法三項(xiàng)創(chuàng)新,解決了長(zhǎng)視頻生成中的錯(cuò)誤累積問(wèn)題,可在單GPU上以16fps速度生成多分鐘高質(zhì)量視頻,延遲僅0.76秒,質(zhì)量漂移指標(biāo)從傳統(tǒng)方法的1.66降至0.01,為交互式媒體和內(nèi)容創(chuàng)作開(kāi)辟新可能。
華中科技大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),通過(guò)讓AI模型學(xué)習(xí)解決幾何問(wèn)題,能夠顯著提升其空間理解能力。他們構(gòu)建了包含約30000個(gè)幾何題目的Euclid30K數(shù)據(jù)集,使用強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法訓(xùn)練多個(gè)AI模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,幾何訓(xùn)練在四個(gè)空間智能測(cè)試基準(zhǔn)上都帶來(lái)顯著提升,其中最佳模型達(dá)到49.6%準(zhǔn)確率,超越此前最好成績(jī)。這項(xiàng)研究揭示了基礎(chǔ)幾何知識(shí)對(duì)培養(yǎng)AI空間智能的重要價(jià)值。