同理,像素就是一個圖像中的一組模塊,字節就是一組信息的一個單元,氨基酸就是一個生物物質的一組模塊,立體像素就是一個體積像素(其名字由此而來)。物質的最小基本單位是原子,打印機的最小基本單位應該大一點兒,大概有幾百微米,與一粒沙子一樣大。
如同藝術家調色板裏的顏料一樣,一些不同類型立體像素就足以滿足你的各種需求。如果說不足24種元素就能創造所有生命體的話,那麼一組基本的立體像素就能打開廣闊的想象空間。首先,我們中和硬性和軟性立體像素,僅用這兩種類型的立體像素,就可能製造硬性和軟性的材料。如果加入導電的立體像素,就能製造配線;如果加入電阻器、電容器、感應器和晶體管性能的立體像素,就能製造電路;如果加入驅動器和傳感器的立體像素,那麼就可以做機器人了。
立體像素隻能存在於實驗室環境下,也就是說,能夠處理立體像素的打印機還不能在實際情況下工作。但是認為日常物體將由數以億計的指令形成的微小立體像素構成,這一想法令人震驚。正如氨基酸就是低等級的公分母,能夠使大自然很好地循環各種物質,同樣,如果所有產品都是由一些最基礎的立體像素組成,那麼產品也就是可打印的,也能被分解、重印成其他產品形態。
為了讓3D打印成為可能,我們首先要製作微型立體像素,並找到一個能快速處理立體像素的途徑。快速計算法要求的是,用沙粒大小的立體像素製作一個鞋盒大小的物體,就需要近10億個立體像素來完成。而處理這10億個立體像素需要花很多時間,即使機器人能每秒成功裝配一個立體像素,處理完也需要大約30年。解決辦法就是平行排列立體像素,同時裝配整個圖層上的立體像素。
未來的裝配機能夠挑出大量平行排列的立體像素(就是同時將多立體像素並行處理),並同時將這些像素重新排列組合放回各個圖層,這就意味著我們打開了通向“數字材料”的大門。為了區別原始的模擬打印機,我們稱這些新一代的機器為“快速裝配機”。3D打印機之後的下一次革新就是從模擬材料到數字材料的轉換。
模擬–數字混合打印
試想一下,在一個由無數微型模塊組成的人造世界裏,每個模塊的尺寸相同、形狀相同,都具有電子和機械連接器。正如微型樂高方塊一樣,也就100微米大小,和屏幕上一個像素差不多大,這些模塊相互咬合。24組模塊中的每一個在體積上都是獨立的,如同墨盒裏的墨粉一樣被運向快速裝配機。
完全由數字立體像素製造產品之路可能還很長,不過,我預想模擬和數字材料的組合體將會出現。混合3D打印技術將會綜合模擬打印的連貫性能,可以製作一些被動材料,而數字立體像素打印技術可以製作那些難以製造的需要連貫處理的材料。