디지털 제조가 정보를 현실로 변환하는 방법

네 주위를 봐라.당신이 어느 방향으로 돌아서든, 당신이 보는 모든 것에는 이야기가 있습니다. 그것은 어떻게 형성됩니까?그것의 용도는 무엇입니까?그러나 그 안에 포함된 정보를 디코딩할 수 있는 지식이 있다면, 어떤 일들은 더 깊은 의미를 가진다.

정원에 구멍을 뚫어 정원을 만들고 있는 장면을 상상해 보세요.몇 삽에 흙과 바위를 가득 채운 후에 너는 돌화살표를 보았다.그것은 주위의 돌과 같은 재료로 만들어졌을 수도 있지만, 그것의 특수한 모양은 우리에게 보기 드물고 독특하며 놀랍다는 것을 알려준다.질량이나 에너지가 다른 암석보다 월등히 많은 것은 아니지만, 독특한 모양 때문에 과거, 목적 또는 그것을 만든 사람에 대한 코딩 정보가 더 많이 포함되어 있다. 물론 이 이야기는 전형적인 암석보다 더 많은 것을 제공할 수 있다.불가피하게 우리는 더 많은 것을 알고 싶다.

정보 회계에서 환경은 우리에게 이 화살표가 어떻게 형성되었는지, 그리고 왜 다른 암석에 비해 이렇게 특수한지 설명할 필요가 없다.결국, 그것은 어떤 방식으로 거기에 도달해야합니다!다시 말해서, 이 생명이 없는 물체에는 그것이 어떻게 존재하는지 설명하는 더 긴"이야기"또는"프로그램"이 내장되어 있다.그것은 단순한 돌이 아니라 메시지로 가득 차 있습니다.

인공지능으로 생산된 3D 프린팅 부품은 혼란스러워 보일 수도 있지만 복잡하기도 하다.

인공 지능, 엔트로피 및 3D 프린팅

내 전공 분야는 3D 프린팅인데 최근 인공지능(AI)에 대한 관심이 급증해 반했다.최근 정보와 복잡성에 대한 연구가 주목받고 있다.비록 이것은 증재 제조 세계와 무관한 것 같지만, 일부 놀라운 관련성은 3D 프린팅 공정, 빠른 원형 및 디지털 제조에 대한 이해를 심화시킬 수 있습니다.

정보론은 많은 이론가들이 과거에 열이나 다른 형태의 에너지를 보았던 것처럼 정보가 엔트로피 행동 - 혼란스럽고 무질서한 추세를 따른다고 주장한다. 정보 연구를"컴퓨터 재료"로 간주하기 쉽지만, 실제로는 물리적 현실에서 벗어나지 않으며 3D 프린팅된 부품은 사실입니다.계산뿐 아니라 천문학과 생물학 등에서도 흥미로운 응용이 연구되고 있다. 

그렇다면 3D 프린팅 물체에 내장된 정보는 혼란스러운가, 아니면 질서정연한가?일부 부분은 혼란스러워 보이지만 (아래 설명된 볼츠만 두뇌와 같이) 그들은 일반적으로 매우 풍부하고 상세한 생산 이야기와 그들의 자연 상태를 가지고 있습니다.가장 흥미롭고 유용한 3D 프린팅 물체는 종종 복잡하다고 여겨지며 복잡성은 혼란의 가장자리의 질서와 혼란 사이에 존재한다고 여겨집니다. 

생성식 인공지능과 디지털 제조 등 신기술은 정보 이론과 복잡성 연구에서 혜택을 볼 수 있다.그들은 우리가 인공 지능과 제조 기술의 통일에 점점 더 가까워짐에 따라 미래에 무슨 일이 일어날 수 있음을 보여줍니다. 

정보가 풍부한 객체에 대한 프로토타입 제작

3D 프린팅이 매력적인 이유는 무엇입니까?대부분의 매력은 창조된 참신한 부분에 있다.그것들이 층층이 자라는 것을 보면 사람을 매혹시킨다.사실 3D 프린팅은 목적을 달성하기 위한 수단일 뿐이다.우리가 진정으로 하는 것은 섀넌의 엔트로피가 낮은 대상을 만드는 것이다.이게 무슨 뜻이죠? 

우리가 이전에 논의한 화살표처럼 놀랍고 정보가 풍부한 물체는 비교적 낮은 섀넌 엔트로피를 가지고 있다고 여겨진다.흔하고 놀랍지 않은 대상은 비교적 높은 섀넌 엔트로피를 가지고 있어 추출할 수 있는 정보가 상대적으로 적다.거의 정의적으로 말하자면, 저섀넌 엔트로피의 물체는 흥미롭고 흥미롭지만, 고섀넌 엔트로피의 대상은 종종 지루하다. 왜냐하면 당신이 더 깊은 차원에서 그것을 이해할 수 있는 것은 없기 때문이다. 

이것이 바로 우리가 증재 제조와의 연계이다. 3D 프린팅의 원형은 화살표처럼 섀넌 엔트로피가 매우 낮은 물체이다.그것들은 만져보면 실온일 수도 있지만, 그것들은 정보에 있어서 백열화된다.열쇠의 물리적 모양이 특정 자물쇠를 열 수 있게 하듯이 원형 물체의 특수한 모양과 재료는 우리로 하여금 "잠금 해제";물리적 세계에서 온 정보. 

프로토타입이 어떤 질문에 답하기를 원하십니까?그것의 느낌과 외관이 정확합니까?구성 요소의 일부로 작동합니까?팔아요?그것의 재료와 최종 용도는 무엇입니까?이러한 형상은 어떻게 설계자 / 엔지니어의 목표를 달성합니까? 

대답한 문제와 필요한 요구 사이에는 관계가 있다.당신이 원형이 대답하기를 기대하는 문제가 많을수록 당신은 수요속에서 그에 대해 초보적인 묘사를 해야 한다.몇 개의 변형 또는 여러 개의 사본이 있어야 답안의 충실도를 높일 수 있습니다.이렇게 하면 객체에 대해 보다 안정적으로 결론을 내릴 수 있습니다.따라서 최종적으로 샘플 수를 늘리면 평가할 내용이 더 많아지면 부품 빌드의 패턴이 더 뚜렷해지기 때문에 더 높은 설명 정밀도를 제공할 수 있습니다. 

제조과정에서 물체에 대한 묘사를 그라고 한다." 를 요구하다.제조 과정과 관계없이 물체를 설명하기 위해 더 많은 정보가 필요하면 더 특별하고 더 긴 것이 필요합니다"이야기"정밀 제조.저향농 엔트로피는 높은 정보 함량을 발생시킨다. 

조금

디지털 제조의 큰 장점은 미리 제작된 부품의 디지털 표현인 디지털 쌍둥이의 존재입니다.디지털 쌍둥이는 물체의 요구사항과 그것을 만드는 데 필요한 제조 과정을 완전히 포착했다. 그러나 어떤 때는 고무가 길을 떠나야 하고, 이 모든 1과 0은 물리적 물체로 전환해야 한다.어떻게 된 일이죠?

이때, 당신은 이미 내가 사용하고 있다는 것을 깨달았을 것이다"이야기"그리고"프로그램"교환 가능.내 말은, 나는 광범위한 생각을 가지고 있다. 즉 입력을 받아들이고, 일련의 절차와 지령을 제공하며, 변환된 출력을 얻는 것이다.학과에 따라 많은 이름이 있을 수 있습니다.수학자는 함수라고 할 수 있다.제빵사는 식단이라고 부를 수도 있지만 기본 생각은 같다.이러한 프로세스는 일반적으로 작은 명령 비트로 구성되며 가장 일반적인 작업은 작업입니다.

3D 프린팅 업계의 속담에 따르면 복잡성은 무료입니다.인쇄 시간과 재료에 비용을 지불해야 하는 사람이 있기 때문에 완전히 정확하지는 않지만, 복잡성은 기존 제조보다 훨씬 저렴합니다. 그런데 왜 그럴까요? 

간단한 입방체를 만드는 예를 들자.그것을 만들기 위해서는 그것이 어떻게 존재하는지 설명하는 프로그램이 있어야 한다.CNC 머시닝과 같은 뺄셈 방법을 사용하여 큐브를 만드는 프로그램을 작성하려면 정말 6 개의 단순화 된 작업이 필요합니다.각 평면을 재료에서 잘라냅니다.이 설명들은 포스트잇에 손으로 쓸 수 있다.

그러나, a"프로그램"3D 프린팅 큐브는 형태를 얻기 위한 점진적인 반복 과정이 필요하며 실제 프린팅 전에 숫자로 완료해야 합니다. 3D 프린터에 대한 기계 지침이 포함된 부품을 얇게 잘라내는 STL 파일을 가져와 인코딩해야 합니다.이 슬라이스 파일은 매우 클 수 있으며 복잡한 부품의 경우 최대 몇 GB의 명령이 발생할 수 있습니다.헤드 또는 레이저를 인쇄하려면 수백 또는 수천 개의 특정 명령이 필요할 수 있으므로 입방체와 같은 간단한 것을 만들 수 있습니다.아주 간단한 부품이라도 3D 프린팅은 그것을 만드는 방법에 대한 긴 이야기를 해야 한다. 밀어내기나 레이저로 그리는 3D 프린터의 경우 매우 사실적인 의미에서 부품이 쓰여진다. 

다른 제조 프로세스에 비해 복잡성은 3D 인쇄에서 선행됩니다.입방체의 기하학적 형태를 더욱 복잡하게 한다. 예를 들어 그 위에 몇 개의 구멍을 추가하면 "프로그램"생성해야 합니다. 3D 프린터는 이제 구멍의 컨투어를 그려야 하지만 나중에 "낙서" 로 채울 필요는 없습니다. 구멍을 추가하는 등의 기능은 구멍 수가 너무 많지 않는 한 재료를 채우는 것보다 테두리를 그리는 데 더 오래 걸립니다.멀티-제트 퓨전 (Multi-Jet Fusion) 과 같은 일부 체소 기반 3D 프린팅 기술의 경우 프린팅 시간의 영향에 대해 부품에 구멍이 있는지 여부는 전혀 중요하지 않습니다.체소 기반 프린터의 경우 구멍은 본질적으로 정보의 덧셈 또는 뺄셈 대신 뒤집힌 정보 비트입니다.

전면 로드도 3D 프린팅이 놀라운 품질을 갖는 이유입니다.그냥 대충 살펴보니 이런 부분이 갑자기 나타난 것 같아 아무런 설명도 없었다.사실 정보회계는 인쇄가 시작되기 전에 발생하는데 부품이 어떻게 형성되는지에 대한 이야기는 인쇄할 때 실시간으로 작성된다. 

볼츠만 뇌 설계의 한 예