新興科技正在改變R&D流程：利用機器人、3 - 工程師

新興科技正在改變R&D流程：利用機器人、3D列印、AR / VR

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根據CBInsights調查，過去12個月，大企業每年投入R&D毫不手軟，尤其製藥、科技業、
航空業，前三名是 Amazon(174億)、Google母公司Alphabet(145億)、三星(128億)在產品
開發方面花費巨資。

CBInsights報告，探討新的網路平台、機器人和3D列印、人工智慧演算法以及AR / VR技
術等如何重塑R&D行業，從下世代人才到產品設計與測試等所有方面。

尋找下世代人才
R&D面臨下世代技術，最重要就是尋找高素質的專家人才成為最大的挑戰之一。現在，軟
體(Software)正在幫助企業挖掘世界各地的人才庫。像Kaggle, Quantopian, 及 Numerai
這樣的平台正在協助企業尋得人才，這個概念已經在製藥R&D取得了成功。

像Science Exchange 科學交易所平台目前以跨研發垂直領域開展工作，並允許企業透過
外包研發來迅速解決缺乏內部人才荒的問題。還有，R&D過程的假設性測試部分也是需改
進之處，必須掌握時程來完成。

機器人與3D列印加快了產品在垂直方向的發展
根據一項產業調查，使用3D列印是企業加速新產品開發的一項利器，其中第一階段的57％
工作由3D列印來完成新產品開發（即概念驗證和原型製作）。同時，機器人可以自動化進
行各種垂直方向的試驗和錯誤的物理過程。

圖、R&D過程採用3D列印之因素

例如，在生物合成研發方面，機器人技術公司 Zymergen及 Ginkgo Bioworks對生產酵母
微生物客製化生物品生產有巨大影響，因尋找完美的微生物需要同時測試多達4,000種不
同的變異，這代表著巨量的實驗室工作要做。

還有，liquid handling robots 自動移液管(pipette)系統和機器人手臂也是運送樣品的
機器人，提供高生產量實驗既快且少錯誤而獲得組合採用。Zymergen移液機器人用於自動
化微生物培養測試。

材料科學在運算和電子學領域發揮了關鍵作用
隨著半導體變得越來越小，在奈米尺度下工作需要的精細度超出人類能力範圍，使機器人
成為首選。例如：英特爾Intel與三星這類的晶片製造商。

未來的科學工具，將越來越自動化和精密地處理微小或奈米級的精準度。

AI正加快材料科學的發現
儘管研發的數位化和軟體化程度仍不如人類的預期（美國國家科學院稱開發新材料往往是
新產品開發過程中最耗時的階段）。把科學方法更好地進行數位化對於開發新產品和新材
料以及隨後的大規模生產是至關重要。

目前AI新創最熱門的投資交易領域在醫療保健領域，因此各公司將AI投注到藥物研發上，
例如：Recursion Pharmaceuticals 及 twoXAR。

一家從事化學和材料科學的公司Citrine Informatics，納入AI於其龐大的材料數據庫上
，並聲稱它可以節省企業50％的研發時程。類似公司，Deepchem開發了一種將深度學習應
用於化學Python數據庫。

在3D列印領域，開發或商業化複雜材料的新創公司已經開始發展。MarkForged等公司採用
碳纖維複合材料，其他類似BMF的公司正在開發具有罕見奈米結構和特別物理特性的複合
材料。

擴增與虛擬實境將建模流程「抽象化」
目前，製造商依賴電腦輔助設計（CAD）軟體進行原型設計製作。然而，未來的製造流程
，將以AR擴增和VR虛擬實境在研發過程扮演更大的角色，可將PC桌面“抽象化”以供工業
設計師使用，可能不需要3D列印物理模型。例如：AI新創公司Atomwise 、Autodesk。遊
戲和VR引擎製造商Unity也跟Autodesk進行了合作以增加可互操作性。

蘋果公司方面，也想結合AR/VR以及3D列印來促進研發及設計流程。從蘋果申請一項專利
，該專利設想AR「疊加計算機生成的虛擬信息」(AR/VR facilitating the design
process in combination with 3D printing)到現有對象的現實世界視圖當中，從而讓工
業設計師可以在現有或者未完成的對象上有效地進行可3D列印的「編輯」。該項專利藉由
AR「半透明眼鏡」，「配備了攝影鏡頭的行動設備」，可能透過iPhone上的ARKit來達到
3D列印的可能性。

康奈爾大學研究人員最近展示了在3D列印時透過AR/VR來進行描繪的能力。人機介面最終
可以做到如此無縫到3D模型可即時雕刻出來。未來將會探索AR和VR的應用，並且測試如何
結合3D列印以及傳統的原型開發流程。

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