証拠：サイエンス誌のカーボンと米国企業の競争における10の盗作疑惑

2019年2月。 Antarctic Bear は Science 誌の「Volumetric 3D Printing」論文を紹介しました。この技術の 3D 印刷速度は American Carbon の CLIP テクノロジーよりも高速です。その後、関連する国内特許の発明者である呉翔氏から、この論文は盗作の疑いがあるとの報告を受けました。当時、アンタークティック・ベアはすでにこの事件に関係する文献をリストアップしていた（「サイエンス誌の革命的な高速「体積3D印刷技術」が中国に自国の特許を盗用した疑い」を参照）。
△サイエンスの「体積3Dプリント」技術アイデアのレンダリング：感光性樹脂が入ったカップをプロジェクターで照らし、カップを回転させ、内部に考える人の像を3Dプリントします。

△ 呉翔は、2015年に出願した「投影計算と逆投影法を用いた画像形成と成形方法」の特許を利用して、実際の印刷効果を生み出しました。口紅の内側に螺旋を3Dプリントしました。

2019年3月、ウー・シアン氏はアンタークティック・ベアに対し、米国学術公正局（問題の論文は米国政府の資金提供を受けているという前提で）、サイエンス誌、バークレー大学、米国のローレンス・リバモア国立研究所に苦情の手紙を提出すると語った。比較を詳細にリストします。公開イベントとして、これらの内容も一般向けに発表されます。これは、複数のグループが相互に監視し、秘密のレビューを防止できるようにするためです。

問題の論文は2つの部分に分かれており、 1つは呉翔の特許と重複しており、もう1つは特許文書には書かれていないが、すでに実際の生産で使用されている既存の知識と技術であるようだ。この論文がサイエンス誌の査読を通過し、ニュースでセンセーションを巻き起こした内容は、呉翔の以前の発明だった。

以下は Wu Xiang 氏の議論の要約です。同氏は、Science 誌の「体積 3D 印刷技術」に関する盗作の懸念事項を 10 件挙げています。

疑問点<br /> 特許概要と仕様には次の内容が含まれます。
この方法は、コンピュータ断層撮影 (CT) 技術における投影データ取得および逆投影再構成法に似ています。コンピュータ断層撮影 (CT) 技術は、実際の物体の投影データの取得とデジタル断層画像の再構成を完了し、物理的な物体を仮想データに変換します。【発明】は、投影データの取得を投影計算に置き換え、デジタル逆投影再構成法を現実的な逆投影法に置き換えて、仮想データを実際の物体または実際の画像に変換する。
（当初の要約には「本発明」という語句は含まれていないが、これは予備審査官が権限を行使して出願人のために削除したためである）
この方法は、コンピュータ断層撮影（CT）技術における投影データ収集と逆投影再構成法に似ています。コンピュータ断層撮影（CT）技術の成果は、実際の物体の投影データ収集とデジタル化された断層画像の再構成であり、実際の物体を仮想データに変換します。投影データ収集は投影操作に置き換えられ、デジタル化された逆投影再構成法は実際の逆投影法に置き換えられ、仮想データを実際の物体または実際の画像に変換します。

問題の論文には後に次のような内容が含まれていました。
私たちのプロセスは、コンピューター断層撮影 (CT) の画像再構成手順からヒントを得ました...
私たちの処理は、コンピューター断層撮影 (CT) 画像再構成プロセスにヒントを得ています...
CAL は、CT 再構成で使用される逆投影アルゴリズムの物理的な実装です...
CAL は、CT 再構成における逆投影アルゴリズムの物理的な実装です...
(CAL は、著者らが開発したと信じている方法を指すために論文で付けられた名前です。この論文には、説明されている CT 技術における物理的な投影データ取得の仮想実装が含まれています。)

上記は最も簡潔な説明です。専門用語に詳しい同分野の技術者であれば、要約文を見るだけで発明方法の最も重要な部分を理解することができます。しかし、問題の論文は発明特許と重複しています。

疑問点<br /> 特許明細書にはすでに次の内容が含まれています。
光硬化を伴う既存のラピッドプロトタイピング技術には、SLA 技術と DLP 技術があります。これらはすべて、層ごとに露出し、層ごとに積み重ねることで、迅速なプロトタイピングを実現します。本発明は光を使用するが、光硬化に限定されない。本発明は、複数の層の同時露光を実現するとともに、層ごとの露光にも使用することができる。
光硬化を伴う既存のラピッドプロトタイピング技術には、SLA技術とDLP技術があり、いずれも層ごとに露光し、層ごとに積み重ねることでラピッドプロトタイピングを実現する。本発明は光を使用するが、光硬化に限定されない。本発明は、多層同時露光を実現し、層ごとの露光としても使用できる。

問題の論文には後に次のような内容が含まれていました。
現在の AM プロセスでは、1 次元または 2 次元の単位操作を繰り返して 3D ジオメトリを作成します。このようなレイヤーごとのアプローチでは、スループットが制限され、表面品質が低下し、ジオメトリ機能が制限され、後処理要件が増加し、機械性能の異方性が生じる可能性があります。任意の 3 次元ジオメトリ内のすべてのポイントを同時に製造できる製造技術は、これらの問題に対処し、既存の AM 方法を補完する別の戦略を提供します。
現在の積層製造プロセスでは、1D または 2D のユニット操作を繰り返して 3D ジオメトリを作成します。このレイヤーごとのアプローチでは、スループットが制限され、表面品質が低下し、幾何学的パフォーマンスが制限され、後処理要件が増加し、機械的特性に異方性が生じる可能性があります。任意の 3D ジオメトリ内のすべてのポイントを同時に製造できる製造技術 (このホワイトペーパーでは CAL 技術と呼びます) は、これらの問題に対処し、既存の積層製造方法を補完する別の戦略を提供します。

疑問点
特許明細書にはすでに次の内容が含まれています。
光硬化性樹脂の特定の部分が閾値を超える光を吸収すると、その部分が硬化します。全体的に、固化領域の形状は仮想の 3 次元オブジェクトの形状に対応します。仮想データから物理オブジェクトへの変換を実現しました。
光硬化樹脂の一部が閾値を超えて光を吸収すると、その部分が固まります。全体として、固まった領域の形状は仮想の3次元オブジェクトの形状と一致します。これにより、仮想データから物理オブジェクトへの変換が実現されます。

問題の論文には後に次のような内容が含まれていました。
私たちは、光重合によって任意の形状を体積的に合成できる Computed Axial Lithography (CAL) という手法を開発しました。
私たちは、光重合によって任意の形状を体積的に合成できる計算軸リソグラフィー (CAL) という手法を開発しました。
当社が開発した CAL 製造システムは、封じ込められた容積内で感光性液体を選択的に固化します。
当社が開発したCAL製造システムは、感光性液体を一定量内で選択的に固化させることができます。

疑問点
特許明細書にはすでに次の内容が含まれています。
計算方法の利便性により、扇形領域または円錐形領域（円錐形領域には柱状領域と扇形領域が含まれる）のデータを作成することができる。多くの場所に「仮想光源」を配置し、多くの方向性のある扇形領域または円錐形領域のデータを収集します。収集方向は、すべての円周角度とすべての空間角度をカバーできます。扇形領域と円錐形領域には、2 次元のグラフィックイメージと 3 次元のオブジェクトが含まれます。これらの扇形または円錐形の領域のデータは投影計算の結果です。
投影操作によって得られた各方向の投影値に応じて光線が変調されます。変調された光線は形成された材料に投影されます。実空間の各光線は、仮想空間の計算結果によって表される光線と 1 対 1 で対応します。
（文中の「多数」という単語が不明瞭です。この問題点は修正のために提出され、「複数」に変更されました。真面目なクマ友の皆さん、他の欠陥を見つけるのを手伝ってください。）
計算方法により、扇形領域のデータを作成できるほか、ピラミッド領域（ピラミッド領域には柱状領域と扇形領域が含まれる）のデータも作成できます。多くの場所に「仮想光源」を配置して、さまざまな方向の扇形領域またはピラミッド領域からデータを収集します。収集方向は、全円周角に分散することも、全空間角に分散することもできます。扇形領域またはピラミッド領域には、2 次元グラフィックスまたは 3 次元オブジェクトが含まれます。これらの扇形領域またはピラミッドのデータは、投影操作の結果です。

ビームは、投影演算によって得られた各方向の投影値に応じて変調され、変調されたビームが成形材料に投影され、実空間の各ビームは仮想空間のビームに対応する。

問題の論文には後に次のような内容が含まれていました。
光エネルギーを 2 次元画像のセットとして材料の体積に照射しました。各画像投影は、異なる角度から材料を通過します。複数の角度からの露光を重ね合わせることで、材料を目的の形状に固めるのに十分な 3 次元のエネルギー量が得られます。
私たちは、2次元画像のセットの形で光エネルギーを物質の体積に届けます。それぞれの画像は、異なる角度から素材を通して投影されます。複数の角度からの照射を重ね合わせることで、材料を目的の形状に固めるのに十分な 3 次元のエネルギー量が生成されます。

疑問点
特許明細書にはすでに次の内容が含まれています。
光硬化性樹脂を滑らかな壁の透明な丸いガラスカップに入れ、回転テーブルの上に置きます。カップの中心は回転の中心と一致します。プロジェクターを使用して、ガラスに光を水平に投影します。
光硬化樹脂は、滑らかな壁を持つ透明な円形のガラスカップに入れられ、回転テーブル上に置かれます。カップの中心は回転の中心と一致します。プロジェクターを使用して、カップに水平に光を投影します。
投影パターンはコンピューター制御され、回転と同期します。投影パターンは計算により得られた円錐領域のデータです。
投影パターンはコンピュータによって制御され、回転と同期しています。投影パターンは、演算によって得られたピラミッド領域のデータです。

問題の論文には後に次のような内容が含まれていました。

私たちは、3D パーツを製造するために物理システムを設計しました。デジタルビデオプロジェクターを使用して、計算された強度変調投影を出力し、未硬化フォトポリマー前駆材料の回転速度に合わせて時間順に並べました。
3次元部品を製造するための物理システムを設計しました。私たちは、デジタルビデオプロジェクターを使用して、計算された強度変調投影を出力します。この投影は、回転速度を未硬化の感光性材料に一致させる時間的シーケンスで出力されます。

疑問点
特許明細書にはすでに次の内容が含まれています。
バックプロジェクション法では、フィルタリング操作と重み付け操作について説明します。コンピュータ断層撮影（ＣＴ）技術のフィルタリング演算は簡単に逆投影法に分類できるが、本発明のフィルタリング演算および加重演算は計算ユニット内で実行する必要があり、投影演算のオプション演算である。
フィルタリングおよび重み付け演算は、バックプロジェクション法で言及される。コンピュータ断層撮影（ＣＴ）技術のフィルタリング演算は、バックプロジェクション法に簡単に分類できるが、本発明のフィルタリング演算および重み付け演算は、計算ユニット内で実行される必要があり、投影演算のオプション演算に属する。

問題の論文には後に次のような内容が含まれていました。
言い換えれば、指数ラドンの解析的逆数を逆投影すると、ターゲットジオメトリが正確に生成されます。逆数をフィルター逆投影式で表現しました。
言い換えれば、指数ラドンの解析的逆数を投影することで、ターゲットの幾何学的形状が得られます。この逆演算は、フィルタ補正逆投影式で表現します。

疑問点
論文中の最初の「重要な」式（１）について、論文中に記された文字の意味は以下の通りである。この式では、回転の中心に原点がある極座標系を使用します。

問題の論文では、対象オブジェクトが Z 軸に沿って階層化されているとみなしています。各レイヤーでは、すべてのポイントがトラバースされます。現在計算されているポイント r は、しきい値関数 I{} によって示されるように、固化するか液体のままになります。吸収された光エネルギーが一定量 Dc を超えると固体になります。吸収される光エネルギーの係数は、樹脂の光吸収係数アルファに比例し、デバイスの回転速度オームに反比例します。吸収量の合計は、円周全体にわたって加算されます。各角度のわずかな間隔内で、絵から投影された光が樹脂に当たります。画像とは、Z軸方向のすべてのレイヤーが含まれることを意味します。

数式と注釈の文字が消去されている限り（一般的に言及されている z 軸はそのまま）、これはコピーされた発明方法の別の不完全な言い換えです。

問題の論文では、対象オブジェクトが Z 軸に沿って階層化されているとみなしています。各レイヤーでは、すべてのポイントがトラバースされます。現在計算中のポイントは、しきい値関数によって指定されたとおりに、固化するか液体のままになります。吸収された光エネルギーが一定量を超えると固体になります。吸収される光エネルギーの係数は、樹脂による光吸収係数に正比例し、デバイスの回転速度に反比例します。吸収量の合計は、円周全体にわたって加算されます。各角度のわずかな間隔内で、絵から投影された光が樹脂に当たります。画像とは、Z軸方向のすべてのレイヤーが含まれることを意味します。

疑問点
当該論文で説明されているフーリエ変換演算は、CT 分野におけるフィルタ逆投影演算に属し、多くのフィルタ逆投影アルゴリズムの基本的な内容であり、革新性のない教科書的な知識です。フィルタ逆投影、フーリエ変換、CTなどのキーワードを各国の学術文献データベース（特許データベースを含む）で検索します。フィルタ逆投影アルゴリズムには多くの革新が見られます。本発明の新規性には、3D 印刷におけるフィルタ補正逆投影の使用が含まれます。問題の論文は後に前述の革新を再現した。

疑問点<br /> レイトレーシングは、3D ビジョン業界で一般的に使用されているレンダリングアルゴリズムです。屈折と反射を重視しないレイキャスティングアルゴリズムの簡略化されたバージョンです。どちらのアルゴリズムも、本発明に必要な画像効果を実現できます。

レイトレーシングを例にとると、人はフラットパネルディスプレイを通して仮想シーンを観察します。ディスプレイ上の各ピクセルは、ピクセルから観測点までの光に対応します。この光線が仮想シーンにまで伸びていると想像してください。光はシーン内のオブジェクトによって反射、屈折、吸収、増強などされ、最終的に仮想光源まで広がります。各光路上のすべてのパラメータ（アプリケーションでは限られた数の主なパラメータが考慮されます）が取得された後、各ピクセルの色値/輝度値を計算できます。仮想光は仮想シーンから放射され、フラットパネルディスプレイを通じて人々の目に見える現実の光になります。
発明された 3D 印刷方法では、実際のシーンに投影光源が必要です。この投影光源は画像を投影することができます。この画像は仮想シーンから計算されます。仮想オブジェクトによって吸収された光のエネルギーを反映します。同時に、媒体を通過する光の屈折効果についても言及します。この画像は、以下の操作を行って反転した画像と完全に同等です。

投影光源を観測点に置き換えます。光は無限遠の均一な平面から始まり、仮想オブジェクトを通過して吸収され、最終的に表示平面に到達して画像を残します。あるいは、投影光源を均一光源に置き換えることもできます。光は均一光源から始まり、仮想オブジェクトを通過して吸収され、最終的に表示面に到達して画像を残します。

一般的なサーフェス描画のレンダリング方法とは異なり、ここではボリュームレンダリングが適用されていることに注目すべきです。ボリュームレンダリングも従来の方法です。問題の論文で画像を生成する方法は、実際にはレイトレーシング/レイプロジェクションの基本的な方法です。すでに産業界で応用されています。

疑問点
特許明細書にはすでに次の内容が含まれています。
透明な丸いガラスの代わりに、照明エリアに回転ハンドルを設けることもできます。光を照射しながら、回転するハンドルに光硬化樹脂を流し込みます。
透明な丸いガラスの代わりに、照射領域に回転ハンドルを設け、同時に回転ハンドルに光硬化樹脂を流し込むことも可能です。
半透明の成形材料に適しており、成形品の閉塞を回避するために、投影演算に重み付け演算を追加し、投影演算結果を使用して高速成形を行います。
半透明の成形材料に適しており、成形部品の閉塞を回避するために、投影演算に重み付け演算を追加し、投影結果をラピッドプロトタイピングに使用します。

問題の論文には後に次のような内容が含まれていました。
CAL は、複雑な既存の 3D 構造の周囲に材料を印刷するのに適しています。
CAL は、複雑な既存の 3D 構造の周囲に材料を印刷するのに最適です。
既存の大量生産部品にカスタムジオメトリを合成する能力を実証するために、金属製のドライバーシャフトにポリマーハンドルを合成しました。
既存の大量生産部品にカスタム形状を合成できることを実証するために、金属製のドライバーシャフトにポリマーハンドルを合成しました。

問題の論文では、注ぎ口と回転ハンドルを分解し、回転ハンドルを容器に浸した。この論文では、周囲中心の閉塞物の 3D プリントの問題が解決されたと考えています。それは、特許文書に明確に記録されている部分です。

さらに、注意深いクマの友人は、特殊な状況下では、360度の円内で180度の差がある投影画像の各ペアが正確に左右に反転されるため、計算と保存でこの量のデータを省略でき、照明の一部も省略できることにも気づきました。これらの内容は、問題の論文より前の特許修正にも記載されていました。特許の改変が範囲を超えて認められないという問題は、この盗作事件では問題にならない。最もオリジナルの文書には、「形成された材料に投影された光線は、全円周角または全空間角をカバーする場合もあれば、全円周角または全空間角をカバーしない場合もある」とすでに記録されています。

今のところ、簡単に見つけられる疑問点は10点あります。

創造的な部分については、知的財産権は法的手段を通じて保護されるべきです。もし科学がこの問題に対して無関心であったり、偏見を持っていたりするならば、科学自体の学術的目的に反することになるだろう。

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さらに、呉翔が本物を作れるかどうか疑問視する読者もいた。呉翔はこう言った。
プロトタイプは私たちが直接作り、簡単な材料を使用しましたが、これは潜在的な開発会社が責任を回避する理由にはなりません。この革新的な発明は、大企業によってさらに最適化されるべきです。ノートパソコン、オフィスプロジェクター、マイクロコントローラーなどエレクトロニクス愛好家がよく見かける部品やステッピングモーターなどを使って自分たちで組み立てて作りました。ご存知のとおり、これまで何年もの間、この発明を真剣に受け止めた人は誰もいなかったのです。突然外国人に盗作されたに違いない。特許を申請するのは当然のことであり、創造的な部分こそ必要な技術的特徴です。今では誰でも簡単に研究のためにコピーできるようになったと言えます。この部分は公開されています。研究機関や企業が参加してくれると良いですね。特許は研究を制限するものではありません。動画を投稿するので、それを見てあなたもできるようになります。

ビデオ制作：Wu Xiang
https://v.qq.com/x/page/y0844hevw83.html
https://v.qq.com/x/page/t0844jebxao.html

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