从 3D 打印到生命科学，惠普实验室如何重回黄金时代？

编者按：本文发表于 Cnet，原标题《 With 3D printers and nanofingers,学惠 HP Labs builds a new future 》，作者 Stephen Shankland 。普实由雷锋网编译，验室未经许可，何重回黄不得转载。打印到生代

准备好迎接“硅谷之书”的命科第三章了吗？

第一章，硅谷对原子相关技术进行了创新，学惠硅晶片被雕刻成电子晶体管。普实从此，验室计算机革命的何重回黄序幕被掀开。

第二章，打印到生代互联网服务行业迅速兴起，命科涌现出了像 Facebook 和 Google 这样的学惠科技巨头。

为了应对汹涌而来的竞争力，各公司必须将以上两点进行融合——这是惠普（HP）首席工程师 Chandrakant Patel 的观点。Patel 已经在惠普实验室工作 30 多年，并拥有 151 项专利。

“ 在21世纪，硅谷将成为一个具有物理性质的互联网基地。”他曾这样预言。

Patel 不是唯一一个秉持这种观念的人。事实上，特斯拉正在研发无人驾驶汽车；谷歌正在平流层测试可以自主飞行的气球，为遥远地区的人类提供互联网接入服务；亚马逊也在尝试实现物流自动化……随着物联网的崛起，计算能力正在渗透到每一个通电的物体中。

在惠普公司及其实验室工作的 30 多年职业生涯中，Patel 见证了行业内的太多剧变：

1939年，Bill Hewlett 和 David Packard 创建了惠普；

1999 年，跨国公司 Agilent 从惠普分离出来，该公司之前一直为惠普产品提供测试服务；

大约一年前，惠普公司被拆分成两部分，一个是以消费者为中心的惠普公司，另一个是面向企业用户出售IT产品和服务的惠普企业。

尽管如此，五十年前建立的惠普实验室却没有改变初心。该实验室专注于包括计算机用户界面、物联网、计算安全以及 3D 打印技术等诸多领域的研究。

惠普的黄金时代

《浪潮之巅》曾用“硅谷的见证人”来形容惠普公司。书中这样写到：

“没有任何公司比惠普更能代表硅谷的神话了。1934 年，斯坦福的两个毕业生 Hewlett 和 Packard 躺在斯坦福的草坪上憧憬着这大萧条（Great Depression）过后的美景。两个人打算办一个电子公司，至于这个公司的名字应该叫 Hewlett–Packard 还是该叫 Packard-Hewlett，两个人决定抛硬币看运气，最后结果是 Hewlett 赢了，便有了 HP 这个名字。”

惠普以销售家用式喷墨打印机起家，售价 100 到 50 万美元不等。惠普实验室的工作是帮助其提高打印速度，并对易磨损的组件进行改造，直至打印机最终不再需要更换组件。

不过，最有效的改革也许是超越在纸上喷墨的方式。惠普实验室的想法之一是打印“2.5D”物品。它们大部分有着平滑的表面和纹理结构，比如电路板和油画复制品。3D 打印技术为制造业带来了巨大的变革。

今年 3 月，惠普实验室 2D 和 3D 打印业务的副总裁 Keith Moore 表示，惠普的 3D 打印水平已经比同行快十倍、生产材料结实十倍，价格也要便宜十倍。

层层叠加的3D打印技术

“ 3D打印就是将一种名叫‘像素’的微点进行层层叠加，这些微点大约有 2600 万分之一米，相当于人类头发宽度的四分之一。就像把黑色油墨变成彩色油墨那样，惠普正在努力对 3D 打印技术进行改造，以便用户可以定制任何想要打印的物体。” Moore 表示。用户可以指定产品的柔性还是刚性、导电或绝缘、粗糙或平滑、明亮或透明等特质。

为了实现这一目标，惠普实验室正不断研究创造新型材料。据高级研究项目主管 Lihau Zhao 介绍：“在我们实验室里，你可以看到分子的相互作用。”

除此之外，该实验室还在努力提高 3D 打印的速度。惠普从 1984 年推出了第一台喷墨打印机以来，几乎每隔两年，每秒在纸上打印墨滴的数量就会翻倍。比如惠普的 PageWide ，它采取平行打印像素，而不是每次一行进行打印。

未来属于 “计算”

中央式服务（Central services）在今天变得非常流行。譬如 Facebook 的社交网络、谷歌搜索、Uber 拼车业务等等，这些都是集于数据中心的计算大脑。Patel 相信，计算不仅仅是未来的中心，它同样对前沿的基础设施发挥关键作用。这也是 Patel “互联网—物理”哲学的重要组成部分。

无论是无人驾驶汽车还是管道探测机器人，我们需要的是分布式计算机提供的计算能力，以便人们能够更快地做出决定。Patel 表示：“我们现在所说的就是环境计算（ ambient computing） ，计算是无所不在的。”

同时，惠普实验室也在努力研发计算界面技术。有了环境计算的帮助，飞机喷漆系统的维修工人就可以远程检查飞机的喷漆引擎——这就是数字化与物理世界的紧密结合。

然而，环境计算中最棘手的难题就是计算机技术还不够先进，容易引发安全风险。Patel 希望能在 FPGA 处理器的帮助下，重塑人们升级手机软件的方式。

抓住纳米手指

惠普实验室的跨学科研究已经延伸到了生命科学的领域。

举个例子，在微观环境里，五个分叉的“纳米手指”可以抓住单个分子。这样一来，拉曼光谱（ Raman spectroscopy）的激光照射就能识别它。

惠普实验室的技术专家 Anita Rogacs 表示，在这种技术的帮助下，现场传感器就能在处理中心对食品污染等事件做出快速评估。这就像是你可以自己为孩子测量体温，而不用再把孩子送到医院检查。拿科幻电影举个例子，这和《星际迷航》中 Spock 用来分析物体的手持科学分析仪类似。

除此之外，惠普还致力于将打印技术与相关的微流体技术相融合，打印机喷出的液体将不再只是墨汁。科研人员希望模拟组织器官打印出不同细胞组成的结构，并且对细胞如何相互协同工作进行测试。

惠普及其实验室在这场浪潮中不敢松懈，但是研究人员也坦承这些愿景很可能不会在未来变为现实。不论如何，惠普的这些研究将会推动我们无比接近科幻小说里的梦想。 正如 Moore 所言，“我们有能力对未来进行完美预测，只是无法预测在什么时候我们才能实现它。”

Via cnet

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