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Fablab信息通讯技术的融合和发展催生了知识社会,并推动了创新模式的嬗变科技创新不再是少数被称为科学家的人群的专利,每个人都是科技创新的主体,生活、工作在社会中的用户真正拥有最终的发言权传统的以技术发展为导向、科研人员为主体、实验室为载体的科技创新活动正面临挑战,以用户为中心、以社会实践为舞台、以共同创新、开放创新为特点的用户参与的创新
2.0模式正在逐步显现FabLab正是在这个背景下产生的适应知识社会发展的以用户为中心的应用创新模式知识社会下的创新
2.0模式知识社会下的创新
2.0模式应对信息通讯技术发展以及知识社会来临的机遇与挑战,不少国家和地区都在对以用户参与为中心的创新
2.0模式进行探索中国正通过体验、试验、检验这“三验”机制的建设,探索以用户为中心、需求为驱动的应用创新园区(AIP)模式,完善城市管理科技创新体系中应用创新与技术进步的“创新双螺旋”驱动欧盟各国则斥巨资建设LivingLab让用户在真实的生活环境中参与共同创新,并将欧洲LivingLab网络的建设作为信息社会、知识社会条件下重塑其科技创新能力和全球竞争力的重要举措麻省理工学院(__ssachusettesInstituteofTechnology,MIT)比特和原子研究中心(__nterforBitsandAtoms,CBA)发起的FabLab则基于对从个人通讯到个人计算,再到个人制造的社会技术发展脉络,试图构建以用户为中心的,面向应用的融合从设计、制造,到调试、分析及文档管理各个环节的用户创新制造环境2006年,国际顶级学术期刊Nature对MIT研究人员围绕FabLab理念在全球范围内的努力和尝试进行了专题报道和讨论核心理念发明创造将不只发生在拥有昂贵实验设备的大学或研究机构,也将不仅仅属于少数专业科研人员,而有机会在任何地方由任何人完成,这就是FabLab的核心理念相关构想和实践对于充分调动社会参与科技创新的热情,丰富公众参与科技创新的手段,构建创新型城市、创新型国家具有重要的借鉴价值FabLab简介
1、FabLab即微观装配实验室(FabricationLaboratory),是美国MIT比特与原子研究中心发起的一项新颖的实验——一个拥有几乎可以制造任何产品和工具的小型的工厂该中心主任Gershenfeld教授认为,迄今为止,数字__的发展已经经历了两个重要的阶段,分别是个人通讯和个人计算以__技术为代表的普适计算的发展通过上述两个阶段的发展,无所不在的个人通讯网络及个人计算已经形成目前,人类正处于第三次数字__的前夕,在这次以“个人制造”为核心的__中,相关的材料技术和信息技术已经露出苗头从某种意义上说,FabLab正是这即将到来的__大潮前跃起的浪花
2、FabLab的最初灵感来源于Gershenfeld教授于1998年在MIT开设的一门课程“如何能够创造任何东西”,这很快成为他最受欢迎的一门课没有技术经验的学生们在课堂上创造出很多令人印象深刻的产品,如为鹦鹉制作的网络浏览器,收集尖叫的盒子,保护女性人身安全的配有传感器和防御性毛刺的裙子等等可以制造任何想要的东西,学生们为此而兴奋,而这种可以实现随心所欲的个性化需求的目标也逐渐成为FabLab萌芽的创新研究理念
3、学生们的创新活动的热情使Gershenfeld教授受到了鼓舞Gershenfeld教授认为与其让人们接受科学知识,不如给他们装备、相关的知识以及工具让他们自己来发现科学随后,第一个FabLab于2001年在波士顿建立第一间FabLab由美国国家科学基金会(NationalScien__Foundation)拨款建造,旨在提供完成低成本制造实验的所需环境在FabLab中,创造自己想象中的事务的渴望激发着用户这种用户也被称之为“__者用户(Leaduser)”,EricvonHippel教授曾指出,“__者用户”领先于用户总体的主流,而且他们为了自己所遇到的需求,期望从一个解决方案中获取相对较高的收益“__者用户”在FabLab中扮演重要的角色
4、Gershenfeld并不仅仅想在美国实践FabLab的理念实际上,FabLab与不同文化背景、不同技术成熟度下特定需求碰撞出的火花可能更具价值目前,全球已经建立了30家遵循类似理念和原则的实验室第一家国际FabLab建立在哥斯达黎加目前挪威、印度、加纳、南非、肯尼亚、冰岛、西班牙和荷兰等国家也在从事着FabLab的相关尝试,在最近六个月内预计还会有五家新的FabLab建立FabLab构建模式与运行环境FabLab的构建模式FabLab是一个快速建立原型的平台,用户通过FabLab提供的硬件设施以及材料,开放源代码软件和由MIT的研究人员__的程序等电子工具来实现他们想象中产品的设计和制造目前组建一个FabLab大约需要
2.5~5万美元的硬件设施和
0.5~1万美元的维护/材料支出费用而每个FabLab的__过程、创新成果也并非是__的,而是在整个FabLab网络中通过各种手段(如视频会议)进行共享FabLab的技术运行环境FabLab所提供的技术环境涵盖__的全流程从设计、制造,到测试、调试、监控和分析,再到文档整理尽管有一个基本的工具集作为基础,但根据特定需求充分利用特定环境下的资源和工具同样重要因此,FabLab也为用户提供了制造自己所需工具的能力,用户可以在FabLab的技术环境里自行创造实验过程中所需的特定用途工具目前核心的__设备包括以下几部分计算机控制的激光切割器——将二维部件压接装配成为三维结构;标记切割器——生产印刷口罩,灵活电路及天线;精密(微米分辨率)铣床——生产三维模具和表面贴装电路板;更大的(4’*8’)的数控铣床——制造适合家居(和房屋)大小的部件;聚乙烯切割机;可编程控制工具——低成本高速嵌入式处理器(例如Atmel__RMega系列和Tiny系列单片机)FabLab环境里的设计每一个FabLab会配置一台或多台个人计算机,这些计算机用来整合实验室中的其它工具CAD/CAM软件、二维或三维的机械设计,电子电路的建模、仿真和数据分析,印刷电路版(PrintedCircuitBoard,PCB)的布线设计,针对其它工具的接口设计和编程,以及出于交流和信息检索目的的网络发布和文档整理,这些工作都离不开计算机此外,为了向FabLab用户群提供封装好的工具,MIT媒体实验室的草根创新小组(GIG)提供了“罗汉塔”系统——旨在实现辅助设计和加快商业电子系统原型构建的可扩展、模块化的计算结构单元“罗汉塔”由若干不同的基本功能模块构成,包括__处理器和一系列加在它上面的功能电路版,涵盖传感、触发、数据存储、通信、多媒体展现等功能用户不仅可以利用“罗汉塔”设计并开展自己的实验活动,而且也能构建自己的工具,例如低成本的示波器、简版的个人计算机以及机床的控制系统拥有了构建工具的能力,使得用户不仅可以通过增加新的功能模块扩展系统,而且将能够真正的重建系统,甚至设计更加复杂的全新硬件系统因此,“罗汉塔”系统本身就是一个集中体现FabLab研究和实践活动精神的例子即“利用FabLab设备制造出的新的FabLab设备”(Thingsthat__kethings)FabLab环境里的制造个人制造是FabLab理念的主旨强调将FabLab的创新重新应用于FabLab的__环境中去现有的FabLab在使用部分现成的商业制造工具的同时强调自行__,不断通过个人创新来扩充FabLab的软硬件设备如,Roland公司的高精度数控铣床、切割机和车床既可由标准的商业软件控制,但同时FabLab研究组也__了自己的应用软件CAD和CAM定制的软件工具提供了更大的设计空间,不仅能够使用户制作绝大多数二维或三维的实物,还将高精度铣床改装成了用于自制印刷电路板(PCB)的工具,极大的缩短了简单单面或双面表面贴装PCB的设计周期,也明显缩短了一项创新从设计、制作到调试的总时间另一个例子是目前研究人员正在进行通过数控铣床制作“自制精密数控铣床”的研究,这项研究的一旦成功将意味着今后从一台精密数控铣床开始,就可以大量__自制的精密铣床,从而实现硬件设备的“自我__”FabLab研究组非常重视设计和制造能力,以及硬件设计的重要性,因为这是在许多环境下实现个人制造的重要一环,例如印度的软件__已经取得了巨大的成功,但硬件__却仍遭遇瓶颈FabLab制造电子电路的能力可作为一种突破瓶颈的途径电子制造过程很难脱离他人而__进行,这是由于芯片和一些元器件由于较高的制作工艺无法__制作,但PCB的制作和元器件焊接可在FabLab内完成,这也将极大的降低成本和节约__调试时间FabLab环境里的调试与测试为了调试和检验PCB的设计,FabLab配置了一些基本的电子设备,包括示波器、电压表、__发生器及可编程微控制器__工具FabLab也为“罗汉塔”系统元件来代替这些特殊工具提供了可能FabLab的设备使用的关键是灵活性MIT物理与媒体组研究人员Esa__sood__了一种廉价的射频分析器在小批量生产的条件下,其成本也只有1250美元(大批量生产还可降低100美元的成本)射频分析器可测量10Hz到300MHz的阻抗,通过测量介电常数而获知物质特性这一技术正在探索中的应用包括牛奶脂肪含量的分析和邮政信件包含物的分析另一位研究人员KennethCheung在FabLab中设计并测试了抛物天线在设计过程中,利用FabLab软件CAD/CAM对天线抛物面的数学描述和对机器的精确控制,最终能够设计出从几厘米直径到几米直径的木质支架抛物天线,且设计制作周期极短,充分发挥了个人制造“灵活快速”的特点此外,物理与媒体组的其他相关研究也借用了FabLab的设备来进行创新如Internet0项目的研究在初期很大程度上依赖于FabLab快速制作印刷电路板的特点,使得研究的调试和测试工作变得快速而方便FabLab的共享模式FabLab__的全过程需要以技术文档记录以方便知识与创新的激荡、传播和__思考圈(ThinkingCircle)的理念也使文档整理更加方便在MIT的FabLab中心,有专门的Fab服务器用于提供核心的技术支持;开源的版本控制软件Git也被引进FabLab体系,用来控制庞大__项目的文档、代码同步FabLab的用户可以利用计算机、扫描仪、照相机将创新设计在思考圈子传播,并得到他人的建议和评价FabLab之间往往通过频繁的视频会议互相__、共享,通过核心能力的共享使得使用者和项目也成为共享的资源致力于促进世界各地FabLab人员互动交流的配套的FabAcademy(制造学会)也正在快速的建设当中,可以进一步推动这个FabLab圈子的发展FabLab的建立与实践从FabLab的发展经验来看,其在美国本土之外的很多的发展中国家,反而焕发出更强大的活力FabLab不仅能够帮助用户设计并最终实现所需的对象和工具,更能为草根科技创新发展贡献力量,使社会在其文化背景下以自身速率发展成为可能FabLab研究组在__过程中,为FabLab的建立过程中的订购、__、培训、编程及项目发展方面提供帮助为了可以更好的支持这些功能,总部通过设在挪威的Fab基金会的协调日前,Fablab实验室正在组织越来越多的区域网络,以促进知识与创新的激荡、传播和__哥斯达黎加推行自主学习理念于2002年夏天成立的哥斯达黎加技术研究所(TEC)是第一个国际FabLab,并将网络自主学习(LIN)的理念引入了哥斯达黎加发展中国家通常实践着别的国家和地区基于自身目标而设计的技术LIN的建立将改变这种现状,它将帮助发展中国家的大学、基金会、公司和非__组织增强针对自身需求发展技术的能力Mikhak教授与哥斯达黎加的大学合作紧密,致力于在技术设计方面帮助当地发展新课程、研究计划、技术构架和实施策略LIN的核心团队把__点放在了与哥斯达黎加当地低收入农村相关的项目上参与FabLab的学生利用“罗汉塔”技术构建了自己的无线环境监测模块并应用于农业种植,也发明了用于皮肤病检查的便携式医疗设备同时,LIN也使当地的学生扩大了知识面,从而切实提高了学校物理、化学等学科的教学水平,同学们甚至自己__了浮力教学实验越来越多的崭新应用不断涌现印度在FabLab中解决本地棘手问题在印度,VigyanAshram的FabLab发映了这一理念带来的技术变迁和社会变迁VigyanAshram是在印度Pabal村旁设立的一个小型教育__,它也是第二个国际FabLab这个____实践技能的教学,旨在满足传统印度教育体制由于种种原因无法满足的需求,使学生能够在课余实现自己的梦想由于VigyanAshram地处农村,控制成本、方便的制作PCB对于FabLab的正常运作非常重要值得一提的一个创新应用是可以进行精确时间计算的柴油机引擎所有VigyanAshram的柴油机及后备电源系统均调速不规则,而村民又买不起昂贵的商用柴油机计时器他们使用“罗汉塔”系统进行自己的计时器的原型建设,并使用FabLab的机床来实现相对于他们负担不起的昂贵的外部资源来说,他们更希望能使用自己制造的柴油机引擎此外还有诸如用于更替旧打印机的齿轮的设计、牛奶成分检测计和人体血液监测仪等等有趣的发明这即是FabLab的用武之地FabLab模型的基层解决方案即为根据本地的发展水平和期望的数量进行准时的设计和生产,而这些工具正用于解决本地棘手问题挪威因地制宜的创新活动FabLab同样倡导用户根据当地自然条件的特点展开从构思、设计、研发到制作和测试的全流程创新活动FabLab模式在挪威不同自然条件下催生的若干无线通讯应用则是很好的例证无线通讯技术在山区被__们发展为“绵羊通讯”装置,通过这种无线电装置不仅能够使牧人能够管辖超过视野范围的羊群,也能够周期性系统性地追踪到任意一只羊从出生到出售的全过程原理相近的技术对于海边的渔民则成为事用的“出海船只定位系统”FabLab因地制宜的创新活动无疑能够带来潜在的巨大商机西班牙体验自主学习的快乐西班牙作为新近加入的FabLab成员,在巴塞罗那的FabLab正探寻着一个新的发展模式即在FabLab中开设教育项目,使FabLab学员在尽情发挥想像力设计、制造的过程中体验自主学习的愉悦同时通过授予学位提高学员的社会竞争力这是FabLab一直强调的其“社会外延”的另一种新的表达方式由于FabLab还着眼于通过创新带来经济机遇,在FabLab中产生的发明都具有被商业化的潜力Fab基金投资机构通过多种金融手法从网上__FabLab发明,到小额信贷(microfinan__),到风险投资(VentureCapital),再到两者的结合体,也就是称之为micro-VC的方法Fab基金正在开展为企业培育FabLab实验室提供进入全球资本及市场的途径FabLab的启示
1、纵观人类社会的发展历程,科技创新的步伐从未停止20世纪以来,信息通讯技术更是使推动科技创新以前所未有的速度日新月异而什么将成为人类实现创新的下一个支点?FabLab的理论与实践围绕个人制造和草根创新为我们勾勒出一幅值得期待的图景个人制造将为更广泛的群体自由的施展其创新理念提供重要的基础平台;草根创新则将使创新活动褪去过往象牙塔赋予的神秘光环,更紧密的结合社会发展的实际需求二者的交汇恰恰是创新
2.0最核心的思想实质
2、创新
2.0是用户创新,是面向需求的应用创新,是创新模式的创新,与此相关的探索和思考已逐渐升温而FabLab对创新
2.0的贡献主要在于,它从微观领域出发的实践主义发展思路为相关理论和思考提供了宝贵的支点一方面,FabLab选择了技术基础迥然不同的国家和地区展开实验,却总能将与当地文化、环境、特定需求的融合主旨贯穿始终,通过使用者和__者角色的统一,打破了创新和应用间的壁垒,使用户创新有了实现的基础;另一方面,FabLab注重实践,尊重客观条件,致力于探索低成本的技术实现方式和教育普及手段,使用户创新看上去不再是空中楼阁,具有的很强的可实现性“罗汉塔”系统或许对于专业的电子设备研发人员早已并不陌生但当它神奇的出现在印度农村,并切实创造出了能解决当地需求的产品时,它的价值就需要被重新评估可考量了
3、随着技术的发展、社会的进步,以用户为中心、需求为驱动、以社会实践为舞台、以共同创新、开放创新为特点的用户参与的创新
2.0模式正在逐步显现与欧洲的LivingLab模式相比,FabLab同样希望通过用户的参与来缩短从技术研发到应用需求的链条,但二者各有特点LivingLab试图根植于发展迅猛、无所不在的__技术,靠快捷的无线网络缩短创新活动中要素的距离并将创新活动的多方主体紧密地__在一起,__技术既是先进服务的载体,也是用户参与创新活动的途径而FabLab则希望通过推动自下而上的创新彻底改变创新主体来实现应用需求与研发创新的融合FabLab的实践和经验为用户参与创新,成为创新主体提供了切实可行的支撑环境,促进了知识与创新的激荡、传播和__,也将为我国建设以用户为中心、需求为驱动的应用创新园区以及构建应用创新体系提供重要借鉴总之,无论是AIP还是FabLab或LivingLab,都是面向用户需求的应用创新模式,在不同的创新环境下发挥着不同的作用,但也有望在未来创新
2.0的大框架下走向融合和共存。