3Dプリントを超えて「スーパークリエイター」の新時代へ

この投稿は warrior bear によって 2024-7-25 19:20 に最後に編集されました

この記事は Christian LaRosa 氏の記事を翻訳したもので、金属 3D プリントの現状と将来の発展について説明しています。著者は、3D プリント業界はかつては製造業の未来と考えられていたものの、実際には多くの課題と限界に直面していると考えています。最後に、著者らは、競争に直面している中で、世界の製造業におけるリーダーシップを確保するためには、これらの新しい技術を積極的に開発し、適用することが重要だと強調しています。
著者について: LaRosa は 2019 年にアメリカの重工業および防衛グループ Rosotics を設立しました。同社は航空宇宙、海軍、エネルギー部門向けに世界最大の金属 3D プリンターを製造しています ($950,000! Rosotics の電磁誘導金属 3D プリンターは、シーメンスと提携しており、最大 6 メートルの印刷サイズが可能です - Antarctic Bear 3D Printing Network - プラットフォーム (nanjixiong.com))。かつて実業家であり、効果的加速主義（e/acc）運動の中心人物であった彼は、画期的なエンジニアリングが生命の限界を劇的に高めることができると信じています。
△ロソティクス社の新型大型金属3Dプリンター「Halo」。画像提供：Rosotics
要点
業界の状況:

3D プリント業界は競争が激しく、参加者は多いものの、協力は少なく、内紛が頻繁に起こります。
業界の多くの企業は利益を上げておらず、技術革新は弱く、市場は飽和状態にあります。

技術的な制限:

従来の 3D 印刷技術はまだ成熟しておらず、多くのデバイスでは専門的なトレーニングと複雑な操作が必要です。
金属 3D プリントは本質的に溶接に似ていますが、スケーラビリティと効率性の問題があります。

新たな概念:

著者は人工知能の発展に伴い、製造業の新しい形を表す「スーパークリエーション」という新しい概念を提案しています。
SuperCreator は、高度な制御アーキテクチャと材料科学を組み合わせて、より幅広い環境で動作し、製造効率を向上させます。

今後の展望:

スーパークリエイターは、材料の無駄を減らし、エネルギー要件を下げ、金型の必要性を排除することで、従来の製造の限界に対処します。
この新しいテクノロジーは、製造業と産業インテリジェンスに革命を起こす可能性を秘めています。

△なぜ金属3Dプリントが革命をもたらすと期待され、そして実際に間接的に革命をもたらすのか。
ロボットプリンターの終焉とともに、スーパークリエイションが新たな領域として出現しました。かつては製造業の未来として称賛された 3D プリンティング業界ですが、現在は多くの競合企業や製品が存在する断片化された業界であり、協力よりも内紛が目立ち、各企業が画期的な機能の進歩と航空宇宙などの業界への大きな影響を約束しています。さらに、10年以上にわたり、業界はSPAC主導の公開市場の動きに溢れており、その結果、業界の成長と技術的な失敗に関する誤った認識が強化されてきました。現実は全く異なります。業界は過剰によって窒息し、多くの場合、収益性を達成できなかったり、驚異的な技術革新に基づく永続的なプラットフォームを構築できなかったりしました。契約製造モデルでも同様で、プリンターは販売されず、部品のみが販売されます。これらの結末のいくつかは最初から予測可能でしたが、この記事には別の目的があります。私は悲観主義者ではないのです。この時期の洞察と発見は、偉大な実験のための教育を提供しました。私が今日この記事を書いているのは、私たちが理解している3Dプリンターと 3D 印刷の概念が原始的で、もはや適用できないことを示すためです。
誤解しないでください。業界の衰退に関するヒット記事をお探しなら、これはそうではありません。むしろ、まったく新しいカテゴリが誕生したと私は認識しています。どのような分析においても、私たちがここに至った経緯と、そもそも 3D プリントにはどのような期待が寄せられていたかを考慮することが重要です。この用語は単純で、毎日 2 次元の紙に言葉を印刷するのと同じくらい簡単に 3 次元のオブジェクトを作成できるシステムという SF の夢に基づいています。実際に、これらのシステムを構築または使用したことがある人なら、これはせいぜい単純化しすぎた表現であり、車を 2 つの車輪が付いた自転車として説明するのと同じだということを知っています。産業用 3D プリンターはプラグアンドプレイではなく、デスクトップ複合プリンターほど使いやすくありません。専門的なトレーニングが必要であり、危険物プロトコル、施設レベルの電気インフラストラクチャ、および広範な安全手順が必要になる場合があります。これらのアプリケーションには、否定できないが避けられない事実が 1 つあります。既存の金型から形状を鋳造していない限り、金属 3D プリントは、どのように回転させたり移動させたりしても、本質的には溶接であるということです。しかし、鋳造プロセスの根本的な問題は、スケールアップが難しく、多くの制限があることです。 2010 年代の 3D プリンターは、そのギャップを埋めることを目的として、金属部品を溶接して鋳造の制限を受けない物体を作成できるシステムを設計しました。表面的には、これは失敗ではなかった。この分野では多くの大きな成功がありましたが、それぞれの成功は新たなトレードオフをもたらし、実際、これらのトレードオフにより、3D プリントの当初の概念は、能力から回避と必要性の否定の領域、つまり真に根本的な材料科学のイノベーションへと変化しました。
その結果、多くの企業が必死になって差別化を図ろうとしています。彼らは価値のない知的財産をめぐって争い、同じ「単純な」レトリックを押し付けながら、原材料の自社開発を必要とするなど、あらゆる可能な収入源を使って生き残ろうとしている。ほとんどの企業にとって、それは手遅れです。業界はすでに 1,000 社を超える企業で飽和状態にあり、市場はそれらすべてをサポートすることは不可能です。厳しい現実は、3D プリンティングに投資された 100 億ドル以上の多くがこれらの議論によって無駄になってしまい、積層造形ハードウェア分野のほとんどの企業が 10 年以内に消滅するだろうということです。しかし、この業界はこうした失敗で特徴づけられている一方で、革新と最適化、3D プリンティングという用語で最初に生まれた夢の追求など、豊富な新しさで特徴づけられています。私たちは今日、それらの呼びかけに応えたことを認識しています。しかし、これらすべては、あなたが今まで聞いたことのある企業によって達成されているのではなく、人間の動機によって動かされていない存在、つまり私たちが人工知能として認識している存在の出現によって達成されています。現在、かつて 3D プリンティングと呼ばれていたものから、今日存在するまったく新しい製造分野への移行が起こっていると思います。これは、人間が問題を解決する能力を持っていることの証です。
△アディティブマニュファクチャリングハードウェアカンパニー
人工知能: 物理世界における人類を超えた創造者<br /> 「3Dプリント」の時代が終わりに近づいている今、私は、世界で初めて、新しい製造形態、つまり「スーパークリエーション」と呼ばれるシステムが誕生しつつあることに気づきました。この新しいパラダイムは、ハードウェアプラットフォームを物理的なエンドエフェクタのコンテキストに配置し、高度な制御アーキテクチャによって材料科学の主要なエンドツーエンドのコマンドを実装し、オブジェクトを製造できるようにします。より強力なプロセスを可能にすることで、これらのプラットフォームは機械のパフォーマンスの限界を再定義し、人間の体験の範囲を拡大することができます。スーパークリエイターの時代は、プラットフォームレベルで生産および組み立て段階全体を置き換えることができる人間と機械の知能の共生によって特徴づけられ、従来の本格的なボトルネックの必要性がなくなり、これらのプラットフォームが 3D プリンターがアクセスできない環境でも動作できるようになります。誤解のないように言うと、これは汎用人工知能 (AGI) に関するものではなく、安全な製造環境で作業するために使用できる現実世界の派生製品に関するものです。私は、これらのスーパークリエイターが人間のオペレーターの指揮下で動作し、複雑な冶金や過熱の流れを学習、介入、影響を与える自律性を備えたハードウェアアーキテクチャを完全に制御することを思い描いています。さらに、スーパークリエイターが堆積を安定させ、改善するための創発的な行動を示す能力は、スーパークリエイティブシステムの指標であると私は主張します。
本稿執筆時点では、地球上のこの状況は、溶接品質の点で熟練した人間の溶接工のパフォーマンスを超えており、使用可能な部品に加工できる時期に近づいています。鋳造は競争力がなく、3D プリントは不完全であり、生産形態としてのスーパークリエイターは、このカテゴリーに留まるべきだと思います (置き換えず、最終的には成形や後処理などのプロセスを統合するべきです)。
AI とそのようなスーパークリエイターの出現に関する私たちの共通の立場は、ロソティクスでは「スーパークリエーション・レイザー」と呼んでおり、次の 3 つのフレームワークに基づいています。

短期的には、収益の加速を背景に AI の能力が増大するでしょう (Kurzweil)。これは、正のフィードバックループ、創発的な動作、進化の原理を通じてさらに強化され、2023 年 3 月の GPT-4 のリリースによってさらに強化されます。
十分な反復サイクル（ただし、それほど多くはないかもしれない）が与えられれば、AI はすぐに創発的な動作を通じて材料科学を支配する能力を発揮するだろう。これは最近さらに確認されました。
上記の 2 つのポイントが満たされると、選択肢は 3 つだけになります。機械/俳優/印刷の分野でスーパークリエイターと従来どおりに競争するか、自分では絶対に設計しないか、できるだけ早く設計するかです。

私たちは、この技術を米国で積極的に創出し、開発することが唯一の選択肢であると固く信じています。ここで説明するテクノロジーは、製造および産業インテリジェンスの分野で前例のない機能を提供します。幅広い業界に利益をもたらすためには、このテクノロジーを商業環境で開発および展開する必要があると考えています。また、この技術は盗まれたり、AI を使って地政学的課題を推進したり、AI を積極的に使って個人の自由や自己決定を侵害したりする敵対国家の手に渡ったりしてはならないと私たちは考えています。 LLM 相互接続の概念はスーパークリエーターの構築に不可欠であり、それによって人間の介入を最小限に抑え、製造環境の安全性と効率性を向上させると考えています。また、超創造的システムが示す創発的な行動を区分して制御するには、ハードウェアとソフトウェアの両方のモジュール設計が不可欠であると主張します。
HyperCreation システムが従来の付加製造システムや製造アーキテクチャと並行して導入される状況では、これらのシステムは業界がこれまで達成したよりも高いレベルの相互運用性を発揮します。スーパークリエイターは、既存のツールがすでにインストールされている既存のさまざまな制作環境内での作業に適応し、運用効率を高めることができます。たとえば、機械加工による製造、摩擦撹拌溶接による接合、検査前のリベットによる特性評価を含む架空の重工業オペレーションのシナリオでは、システムは構造全体を印刷し（接合段階を排除）、リベット留めのための堆積中に構造を部分的に特性評価し、次に既存のツールセットを利用して準備手順を減らしてリベット留めプロセスを実行し、最後にモジュールコードを適応させて堆積センサーを再利用して高忠実度の検査を行い、必要に応じてその場で修正を行うことを提案する場合があります。 SuperCreator は、あらゆる機械工場に包括的な工業エンジニアと製造業者に相当するものを提供し、製造環境における最も危険な作業エリアから人間を排除しながら、生産量において人間を上回ります。
機械加工の限界への対処:

超創造的なシステムがあれば、材料の無駄はすべてではないにしても、ほとんどなくなるでしょう。
スーパークリエイターには、トレーニングや専門的なメンテナンスがあまり必要ありません。
スーパークリエイターは、減算補助を必要に応じて活用しながら、より複雑な形状を作成できるようになります。
SuperCreator は、セットアップと固定に費やす時間を削減しながら、完成した部品の品質をオペレーターのスキルによって区別します。

キャストの制限に対処する:

スーパークリエイターは、必要なエネルギーとエネルギーインフラストラクチャを大幅に削減し、鋳造プロセスからの有害な排出物と職場の危険を排除します。
スーパークリエイターは金型やダイを必要としません
スーパークリエイターは、鋳造では形成できないより複雑な形状を作成しながら、より多くの材料と合金を処理します。
スーパークリエイターは、より少ない資本支出で優れた欠陥管理、寸法精度、より細かいプロセス制御を実現します。

3D プリントの限界への対処:

超クリエイティブなシステムでは、メンテナンス、電力、インフラストラクチャの必要性が大幅に減少し、より大きな規模に拡張することが容易になります。
スーパークリエイターは、付加的なプロセスと外部のプロセスを組み合わせて、後処理ツールセットの必要性を減らすか、または排除します。
Supercreative システムは、高度な閉ループ制御アーキテクチャを導入し、材料の完全性と木目を大幅に改善します。
Supercreative システムは、ワイヤの形で製造されるより広範囲の市販の既製品 (COTS) 金属合金を処理できるようになります。

私たちがこの新しい領域に移行するにつれて、現代と伝統の違いを示す境界線がますます明確になります。この境界線はプロセスです。 3D プリントでは克服できない大きな課題を克服するには、マシンコードとエンドツーエンドの材料への影響との間のインターフェイスに重点を置くことが、スーパークリエイターの時代に競争する上で重要です。どのようなプラットフォームが登場するか楽しみです。