ブロックチェーン技術が分散型3Dプリント製造モデルを推進

南極クマの紹介: 理論的には、3D プリントは分散製造に最適な生産方法です。デジタルファイルは国境を越えて簡単に転送できるため、世界中に商品を発送する必要がなくなります。適切な材料と機能を備えた 3D プリンターは、金型、切削工具、その他の固定具を必要とせずに、あらゆるデザインを印刷できます。プリンターはどこにでも設置でき、生産は自由にローカライズできます。

△3Dプリンターメーカー兼サービスプロバイダーのFabruがブロックチェーンソリューションのテスト拠点に

分散型 3D プリント製造のビジョンは素晴らしいものですが、その実現には多くの障害があります。設計者や OEM の観点から見ると、3D プリント可能なファイルを遠方のメーカーや個々のユーザーに配布することは、ファイルが改ざんされるリスク、許可された量を超えてプリントされるリスク、知的財産が盗まれるリスクなどのリスクを伴います。デザイナーは、デザインが販売された後に何回印刷できるかをほとんど制御できません。つまり、メーカーが 3D プリントする製品が 1 個か数千個かに関係なく、多くの場合、より高い価格で設計を販売せざるを得ないのです。 Antarctic Bear 3D Printing Network もブロックチェーン 3D プリントプロジェクトに挑戦しました。

その結果、3D プリント設計ファイルを受け取る側は、その購入にあたり金銭的なリスクを負う可能性があり、また、信頼性、出所、完全性について疑問を抱く可能性もあります。

CoreLedgerの創設者兼CEOであるヨハネス・シュヴァイファー氏は、ブロックチェーンは2者間の信頼を確立する方法を提供する、可能な解決策であると述べた。 CoreLedger は、リヒテンシュタインとスイスにオフィスを構え、企業に低コストのブロックチェーンソリューションを提供しています。「当社は、あらゆる規模の企業が独自のブロックチェーン開発チームを持たなくてもブロックチェーンを利用できるようにしています」とシュヴァイファー氏は語った。 CoreLedger のクライアントは、既製のブロックチェーンインフラストラクチャと各ユースケースのカスタマイズを組み合わせることで、資産の記録とトークン化、デジタルアーティファクトの使用の管理、アイテムの取引可能化、スマートフォンアプリの構築などを行うテクノロジーを実装できます。

CoreLedger は以前、スイスの企業 Ambitorio と提携し、ブロックチェーン技術に基づく安全なファイル交換をサポートするブロックチェーンインフラストラクチャを提供していました。 2021年、アンビトリオは、EU諸国間の共通課題に対処するための国境を越えた協力プロジェクトを支援するEUイニシアチブであるInterregのプロジェクトに参加しました。 Interreg 資金提供プログラムの他のメンバーと協力して 3D プリントの新しいビジネスモデルを見つけ、3 つの主な目標を達成する積層製造ファイルを配布するソリューションを作成しました。

① 3Dプリント可能なファイルを配布して保護する。暗号化アルゴリズムは、ファイルの内容に基づいて、各ファイルに固有のハッシュ、つまりフィンガープリントを生成します。ブロックチェーンはファイル自体を保存するのではなく、ファイルの信頼性を検証するハッシュを保存します。 2 つのファイルが完全に同一でない限り、同じハッシュを持つことはありません。データについて何かを変更すると、異なるハッシュが生成されます。この技術はまったく新しいものではないが、協力者たちはこれを繰り返し改良し、3Dプリントファイルをブロックチェーン上のデジタル成果物に簡単に変換できるようにした。各アーティファクトの固有の指紋により、真正性と一意性の証明を簡単に検証できます。

② データへのアクセスを保護する。このシステムでは、3D プリントファイルは暗号化され、アクセス権はトークン化されて保存されたハッシュに関連付けられます。 3D プリントされたオブジェクトが共有されると、受信者はアクセスを許可するトークンを取得します。このトークン資産がなければファイルを復号化できないため、認証された当事者だけが 3D プリント可能なデータを使用できるようになります。

③3Dプリンターにインポートして実行します。シュヴァイファー氏は、これがプロジェクトの中で最も困難な部分であったが、最もやりがいのある部分の一つでもあったと語った。各印刷にトークンを「使用」することを義務付けることで、特定の資産から実行できる印刷量を制限するブロックチェーンソリューションが開発される可能性があります。（ただし、生産段階では印刷の失敗はよくあるため、品質チェックに合格しない部品については例外を設けています。ブロックチェーンデータによって部品が不良品であることを証明できれば、メーカーはそれを交換するために余分に印刷することができます。）企業は、特定のファイルへのフルアクセスに対して料金を支払うのではなく、これらのトークンに基づいて生産を実行できるため、3D 印刷は商用ユーザーにも非商用ユーザーにもより現実的で手頃な価格になります。
△ ブロックチェーン3Dプリントボックス

ソリューションをテストするために、CoreLedger と Ambitorio はスイスの Fabru GmbH と提携して生産サービスを提供しました。パイロットサイトとして、Fabru は、Beelink Blockchain Box を介してブロックチェーンシステムを Plastjet 3C-855 Fused Filament Fabrication (FFF) 3D プリンターと統合することにより、印刷可能なファイルをマシンに送信し、それらの部品の印刷数量を制御するソリューションを正常に使用しました。

3Dプリントにブロックチェーンを使用する利点

このようなシステムを導入すれば、産業メーカーと消費者の両方に利益をもたらすことができます。産業面では、ブロックチェーンで保護された 3D プリントファイルにより、作成者と製造者間の信頼が確保されます。デザイナー、ブランド、または OEM は、自社の IP が保護されることを認識しており、製造業者は、印刷用の本物で純粋なファイルを受け取ることを確信できます。「トークンを売る人ではなく、トークンそのものを信頼することが重要になる」とシュヴァイファー氏は語った。

このようなシステムを 3D プリント機能とともに導入することで、現地での製造が強化されます。製造業者は、高価なツールを使って部品や製品を作るために知的財産を海外に送るリスクを冒すのではなく、顧客の近くで現地生産することを選択できます。信頼できる保護された 3D 印刷ファイルが存在する場合、スペアパーツはオフサイトで製造、出荷、保管する必要がなく、必要に応じてローカルで製造できるため、より容易に入手できます。現地での製造は持続可能性のメリットももたらします。需要に応じて生産することで輸送とそれに伴う CO2 排出量が削減され、需要に応じて生産することで廃棄物が回避されます。ブロックチェーンによって可能になる地元での製造業の拡大は、地元の生産職の保護や雇用の拡大にも役立つ可能性があります。

(ちなみに、ブロックチェーンに対する持続可能性の反対意見は、主にビットコイン暗号通貨のマイニングに関連しています。ビットコインは、大量のエネルギーを消費するプルーフ・オブ・ワーク合意メカニズムに依存するブロックチェーン技術です。ブロックチェーンでサポートされている他のアクティビティは、プルーフ・オブ・ステークやプルーフ・オブ・オーソリティなど、はるかに少ないエネルギーしか消費しない別のメカニズムを使用しています。)

しかし、個人ユーザー側では、このソリューションは、家庭や独立した 3D プリントユーザーに検証済みの設計への承認されたアクセスを提供することで、民間における 3D プリントの採用を拡大する可能性があります。ファイルにはコストがかかりますが、その利用可能性によって設計への参入障壁が緩和される可能性があります。3D プリントオペレーターは、製品や部品を正常に製造するために、付加製造設計や設計の専門家である必要はありません。著作権のあるデザインを印刷したいメーカーは、このようなシステムを通じて合法的に購入することができます。 OEM や消費者ブランドは、自社の IP がブロックチェーンによって保護されることを知っているため、交換部品、カスタマイズ、アクセサリ、さらにはカスタム製品ライン用の印刷可能なファイルを顧客に販売するインセンティブを得ることさえできるかもしれません。

ブロックチェーン3Dプリントの未来

△ブロックチェーンにリンクされたAmbitorio 3Dプリンター

Interreg プロジェクトは 2019 年の開始以来、当初の目的を達成し、現在は Fabru サイトでテスト運用中です。協力者らはすでに、このソリューションを自社のデバイスに統合することについて、他の 3D プリンター製造業者と話し合いを始めています。

「次の段階は、すべてを取引可能にすることだ」とシュヴァイファー氏は語った。 3D プリントとブロックチェーンを組み合わせることで、3D プリントされたオブジェクトを交換可能なトークン (代替可能または非代替可能) のように扱う機会が生まれます。たとえば、メーカーが 1,000 個の 3D プリントの権利を購入したが、生産能力が 900 個しかない場合、残りの 100 個は他のメーカーと交換または譲渡される可能性があります。 3D プリント以外にも、機械の使用状況は同様の方法でトークン化できます。つまり、メーカーは利用可能な機械時間を取引可能なトークンの形でマーケティングおよび販売するのです。

現在、やるべき作業がまだ残っています。アンタークティックベアは、COVID-19パンデミック以降、分散型3Dプリントのコンセプトが海外でますます注目を集めており、サプライチェーンの危機を部分的に解決できると指摘した。

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