在各行各業，設計師、化學家和工程師都在不斷地進行假設實驗。這個設計合適嗎？這種化合物符合我們的需要嗎？測試和迭代是研發的本質。醫藥、科技、航空航天等領域的大公司每年都投入數十億美元用于研發。僅通用汽車去年就在新開發項目上花費了超過80億美元。

  我們著眼于新的網絡平臺、機器人技術和3D打印技術、人工智能算法和AR/VR技術是如何改變萬物的，從人才獲取到假設測試和產品設計。

  網絡平臺拓寬了人才池

  在高度科學化的研發領域，找到高質量的專家是最大的挑戰之一。如今，軟件正在幫助企業挖掘世界各地的人才資源。在數據科學和金融領域，像Kaggle、Quantopian和Numerai這樣的平臺能夠將尚未開發的數據科學和金融人才聯系起來，這讓“量化”工作民主化，也讓他們的合作者得到了補償。這一概念也已經隨著制藥研發的興起而興起，盡管它在其他領域也在發展。

  像科學交流這樣的按需供應的平臺，目前正在跨研發領域工作，并通過外包研發可以讓企業迅速解決缺乏人才的問題。但是，即使公司引進了更多的人才，假設測試的過程仍存在改進的空間。縮短迭代時間的行為可以持續不斷地轉化為更快更好的科學上的發現。

  機器人和3D打印技術加速了垂直領域的產品開發根據最近的一項產業調查，使用3D打印技術的公司的首要任務是加快產品開發。此外，57%的3D打印工作是在新產品開發的第一階段完成的(即概念驗證和原型制作)。

  3D打印已經成為任何設計工作室的主要內容。在訂購數千個實體部件之前，設計師們可以通過3D打印來看看未來的產品是什么樣子的。類似地，機器人技術正在自動化各種垂直領域的試錯過程。

  例如，在合成生物學的研發領域，機器人技術對Zymergen和Ginkgo Bioworks等公司都產生了重大影響。要找到完美的微生物，需要同時測試多達4000種不同的變種，這意味著大量在潮濕實驗室工作。利用自動吸管系統和機器人手臂，液體處理機器人通過高通量實驗，達到更快的速度和更少的人為誤差的平衡。下面是機器人基因測試儀Counsyl(左)用于樣品的轉染的自動化測試和Zymergen的輸液機器人(右)用于微生物培養的自動化測試。

  人工智能正在加速材料科學的發現

  托馬斯·愛迪生以強調材料科學是一個消除的過程而聞名：我沒有失敗過一萬次。我從未失敗過一次。我已經成功地證明了這一萬種方法是行不通的。愛迪生的精神在今天的研發實驗室中依然存在，盡管研發的數字化程度和軟件賦能的程度仍低于人們的預期。（美國國家科學院表示，開發新材料往往是開發新產品的最長階段)。更好的科學方法的數字化對于開發新產品和材料，而后進行大規模的生產至關重要。

  目前，人工智能初創企業的投融資最熱門的領域是醫療保健。因為企業利用人工智能開發藥物。制藥公司正在投入大量資金向追蹤藥物研發的初創公司(如RecursionPharmaceuticals和twoXAR。而在其他領域取得成功只是時間問題。

  一家從事化學和材料科學的公司Citrine Informatics，在其龐大的材料數據庫上運行AI，并稱它可以幫助機構組織減少研發費用，并把制造時間削減一半，這具有里程碑意義。與之相似的是，Deepchem公司開發了一個Python庫，將深度學習應用于化學領域。簡而言之，各個行業的制造商——工業生物技術、藥品、汽車、電子或其他材料產品——都依賴于機器人自動化和3D打印來保持競爭力，并在推出產品時收緊反饋回路。

  正在開發或者對復雜材料進行商業化的初創公司已經在3D打印領域起飛。像Markforge這樣的公司使用碳纖維復合材料，而像BMF這樣的公司正在開發具有稀有納米結構和奇異物理特性的復合材料。當然，未來的制造商將可以依靠智能軟件進行研發。

  增強現實和虛擬現實“抽象”了建模過程

  目前，所有類型的制造商都依賴于計算機輔助設計(CAD)軟件的原型設計。在未來的制造過程中，增強現實和虛擬現實可以在研發中發揮更大的作用，可以有效地為工業設計師“抽象”出桌面PC，有可能會削減對3D打印物理模型的需求。

  Autodesk是一家AutoCAD軟件開發公司，是未來原型設計和協作技術的領頭羊。該公司在3D打印等尖端技術上投入了大量資金，包括與健康人工智能初創公司Atomwise合作開發一個“機密項目”。近來，Autodesk公司對AR/VR游戲引擎的探索，預示著沉浸式計算將在設計過程中發揮更大作用。Autodesk的游戲引擎Stingray已經增加了對HTC Vive和Oculus Rift耳機的支持。此外，游戲和VR引擎制造商Unity已經宣布與Autodesk合作以提高互操作性。

  同樣，蘋果公司也設想通過AR/VR與3D打印相結合可以優化設計過程。利用CB Insights數據庫，我們獲得了一項蘋果專利，該專利設想將“計算機生成的虛擬信息”疊加到現有對象的真實世界視圖中，從而允許工業設計師對現有或未完成的對象進行有效的3D打印“編輯”。

  這項專利設想通過“半透明的眼鏡”使用AR，但也提到了“配備攝像頭的移動設備”，暗示了存在的潛在3D打印機會——在iPhone上使用ARKit。康奈爾大學的一名研究人員最近展示了在3D打印時使用AR/VR繪制草圖的能力。最終，人機界面可以實現無縫連接，3D模型可以實時雕刻。未來的研發團隊將會繼續探索AR和VR，并測試它是如何與3D打印以及傳統原型堆棧相結合的。

  轉載自3D虎，版權歸原作者所有