如果要颁一个3D界的奥斯卡奖，那麻省理工应该算是当之无愧的获奖者，从可控的表面纹理变化4D打印技术，到发明玻璃3D打印方法，多材料打印系统MultiFab,3D打印液压机器人，materiable的人机互动动态显示技术，纳米级DNA基因3D打印，打印“会呼吸”的服装，推出将对智能设计产生巨大影响的Cilllia毛发建模平台，发明比现有系统快1000倍的三维扫描，3D打印自愈合塑料，以及推出多材料3D打印设计软件Foundry等等，麻省理工正在对3D界发生深刻的影响，每一项创新都让人脑洞打开。
而不仅仅通过自身的发明与研究对科技界产生深远影响，麻省理工还有着另外一个利器：麻省理工科技评论，从意见领袖的角度每年都会公布“十大突破技术”，并预计其对人类生活和社会的重大影响。这些技术代表了当前世界科技的发展前沿和未来发展方向，反映了近年来世界科技发展的新特点和新趋势。近期，麻省理工科技评论公布2016年十大突破技术，我们来看一下这些技术与3D界是否有着一定的关系。
图片来源：SpaceX
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技术1 ：免疫工程
突破技术：杀伤性T细胞可被用来消灭癌症。
重要意义：癌症、多发性硬化症和艾滋病毒（HIV）都可以通过免疫系统工程进行治疗。
主要研究者：赛莱克蒂斯、朱诺治疗、诺华
基因工程改造的免疫细胞正在挽救癌症患者的生命。人体内的T细胞（即免疫系统中所谓的杀伤性细胞）可以识别和杀灭入侵者，而通过基因技术制造的工程化T细胞，可以识别、攻击特定的病毒细胞，且具有记忆功能，可以对病毒进行永久阻断，即达到所谓的“功能性治愈”。这项技术不仅仅限于癌症或者白血病，通过免疫系统工程治疗疾病将是未来医学的一个主攻方向。
这与3D界的确是相关的，MIT麻省理工就已经开发出纳米级DNA基因3D打印，如果是单链的DNA并不会形成双螺旋结构，而是以一定的空间扭曲存在。麻省理工的科学家正是利用了这一点，通过通过一个巧妙地算法来设计DNA中A、T、G和C碱基的位置，使DNA碱基扭向指定的方向，或者说是让DNA 单链进行足够的弯曲和缠绕从而形成一个3D 几何结构。
另一方面，生物3D打印技术在制造复杂3D人体组织结构方面具有潜力。微流控系统可以为3D 组织提供营养、氧气和生长因子。未来，先进的生物3D打印机不仅可以打印微流控平台，还可以同时在微流控平台中直接打印出定制化的微观人体组织。
而Autodesk也在旧金山9号码头(Pier 9)设立了生命科学实验室，研究数字生物学, 并且在这一领域取得可喜进展。欧特克公司为科学家创建了类似 CADnano这样的工具，用于设计三维 DNA 折纸纳米结构。它还发布了Cyborg项目，作为一个基于云计算的平台可以提供分子建模与仿真等服务。
相关指数:中等
技术2： 精确编辑植物基因
突破技术：能够便宜、 精确地编辑植物基因组，不留下外源 DNA。
重要意义：提高农业生产率，以满足日益增长人口的需要。到 2050 年世界人口预计将达到 100亿。
主要研究者：塞恩斯伯里实验室、首尔国立大学、明尼苏达大学、 遗传与发育生物学研究所
基因编辑技术 CRISPR为改造农作物提供了精确方法，可以使它们提高产量、更有效地抵御干旱和疾病。过去一年的研究表明，这样编辑过的植物没有外源 DNA 的踪迹。中国已经用它来创建抗真菌的小麦以及提高水稻产量。 CRISPR 作物是否将受转基因作物同样的法规监管目前还并不明确。
相关指数:低
技术3： 语音接口
突破技术：将语音识别和自然语言理解相结合，为世界上最大的互联网市场创造切实可用的语音接口。
重要意义：通过打字与电脑互动是非常耗时和令人沮丧的。
主要研究者：百度、谷歌、苹果、Nuance 通信公司、 Facebook
中国是发展语音接口的理想市场，因为使用微型触摸屏来进行汉字输入十分麻烦。不过，随着百度在语音技术方面的不断进步，语音接口变得更为实用和有效，人们可以更为便利的与身边的设备进行互动。百度的深度语音识别系统（Deep Speech 2）包含了一个非常大的、“深”的神经网络，它引入了数以百万计的转录语音。有时它在识别汉语语音片段方面，要比人为识别更加准确。
在硬件的研发方面，电路设计的快速迭代无疑是非常重要的，Facebook的老对头谷歌已经研究了很长时间关于模块化电路的项目，核心理念也是3D打印模块，这些模块可以组合起来用于多种用途的电路。
Facebook也收购了Nascent Objects，在3D打印平台的帮助下，Nascent Objects正在重新定义我们所用的小型电路的产品生命周期。Facebook希望通过Nascent Objects的模块化理念可以仅仅花费几个周的时间就能开发出新的硬件，而不是过去的几个月。或许今后开发硬件的速度就像软件一样快速。
相关指数:高
技术4： 可回收火箭
突破技术：可以发射有效载荷至轨道并安全着陆的火箭。
重要意义：降低飞行成本可以为宇宙空间的许多新事业打开方便之门。
主要研研究者：SpaceX、蓝源公司、联合发射联盟（ULA）
火箭通常会在其首航的过程中损毁。但是如今，人们可以令火箭垂直着陆，并且在重新添加燃料之后，开启另一个新航程，这为人类航天事业创造了新纪元。蓝源公司（Blue Origin）以及太空探索技术公司（SpaceX）均已实现了这种火箭着陆方式。可以预见，未来的航天飞行将比过去 40 年阿波罗时代所带来的影响有趣的多。
这其中，2015年5月6日，Musk旗下的私人航天公司SpaceX在佛罗里达州Cape Canaveral成功测试了载人龙飞船创新性的逃逸系统。其中的SuperDraco火箭发动机是用EOS金属3D打印机打印而成的，使用了镍铬高温合金材料。与传统的发动机制造技术相比，使用增材制造不仅能够显著地缩短火箭发动机的交货期和并降低制造成本，而相比传统制造发动机的成本，而且可以实现“材料的高强度、延展性、抗断裂性和低可变性等”优良属性。这是一种非常复杂的发动机，其中所有的冷却通道、喷油头和节流系统都很难制造。EOS能够打印非常高强度的先进合金,是创造SuperDraco发动机的关键。
致力于打造一款名为SABRE的吸气式火箭发动机的英国Reaction Engines公司也引入了3D打印技术，他们在新一代航天飞机使用金属3D打印制造复杂的喷射器。SABRE发动机的原理是，需要一个能够将精确混合的水和甲醇混合物通过特定点喷射到空气通路上的推进剂喷射器系统。从而迫使水蒸发并将快速冷却空气。这样的喷射器形状非常复杂，对轻量化的要求极高，用传统的加工方式无法做到。为了使航天飞机拥有足够摆脱地球引力的能力，发动机以及其他零部件都要尽可能的轻量化。而金属3D打印技术可以制造出符合要求的喷射器。
另外，英国轻量化项目联盟在返航太空舱的热保护系统中尝试使用3D打印技术，返航太空舱在进入地球空气层时候，压力和速度的变化对舱体的力学结构带来很大挑战。通过增材制造Ti-6AI-4V的晶格结构获得0.4k/cm3的超轻密度，这样的结构需要设计成在某种压力下会被“压破”，这需要选择精确的晶格结构几何设计。通过多功能的晶格设计，实现零件的减重，并提高热传播性能，提燃气轮机的性能。设计优化努力包括两个方面：宏观方面与微观方面。宏观层面，推力喷管的气体进入处几何结构与气体排放处几何结构以及气体通过处的内部整体结构进行了重新设计与优化；微观层面，将晶格设计集成到推力喷管中。随后，这些推力喷管被安装入燃气轮机中进行测试。
相关指数:低
技术5： 知识分享型机器人
突破技术：有一种机器人，可以学习任务，同时将知识传送到云端，以供其他机器人学习。
重要意义：如果不需要分别对所有类型的机器进行单独编程，那么可以极大地加快机器人的发展进程。
主要研究者：Brain of Things、布朗大学、加利福尼亚大学伯克利分校、德国达姆施塔特工业大学
如果机器人能够独立解决更多的问题，并互相分享这些内容，那会怎么样？布朗大学的计算机科学系的教授斯蒂芬妮·泰勒斯正在进行一项研究，目的是使世界各地的研究型机器人学习如何发现和处理简单的物品，并将数据上传至云端，并允许其他机器人分析和使用这些信息。她们已经收集了大约 200 个物品的数据，并且已经开始共享这些数据。她希望能建立一个信息库，让机器人能够很容易地获取它们所需要的全部信息。
在3D领域，这其中就有布朗大学的Michael Black经过十年的摸索后创立了Body Labs，而Body Labs致力于开发一种技术能够将人体用更精确的方式数据化，通过人工智能的算法来在数据平台上建模呈现出来。Body Labs的软件依赖于初始网格模板和人工智能的知识，通过自动修复的算法，更准确地反映人体的三维数据。
未来，是不是装有这种软件的机器人可以分析并完成假肢建模，并且还会与其他机器人分享？这或许不无可能。
相关指数:低
技术6： DNA 应用商店
突破技术：新的 DNA 测序商业模式让在线获取基因信息成为可能。
重要意义：人的大部分特征都是由基因组决定的，其中也包括罹患特定疾病的可能性。
主要研究者：海力克斯（Helix）、伊卢米纳（Illumina）、Veritas Geneticst
当科学家告诉你，已经发现了“甜食基因”（sweet tooth gene），有人偏爱甜食就与这种基因有关。你是否会花 5 美元看看自己有没有这种基因？Illumina 与 Helix 正在筹建一个世界上最大的基因测序中心，计划在今年或明年推出 DNA 应用商店。
相关指数:中等
技术7： SolarCity 的超级工厂
突破技术：通过一种简化的、低成本的制造工艺生产出高效的太阳能电池板。
重要意义：太阳能产业需要更便宜、更高效的技术来提高其相对于化石燃料的竞争力。
主要研究者：SolarCity、中圣集团（SunPower）、 松下
SolarCity 的电池板采用了一种新型材料组合，通过简化的、低成本的制造工艺生产出了转换效率为 22% 的太阳能电池板。SolarCity 在水牛河（Buffalo River）附近的工业园区内，正在筹建北美最大的太阳能电池生产工厂，预计将于明年全面投入生产。该工厂的产能为每天 10,000 个太阳能电池板，或者每年可以实现太阳能发电一千兆瓦。该公司称，SolarCity 只需要少于常规设备三分之一的电池板，便可以产生与之相等的电量。
与3D界相关的是，澳洲科学家团队在过去的几年间一直在研发一种薄如纸片的有机可打印太阳能板，它甚至能为一整栋摩天大楼提供能源。研发者希望能够在不远的将来，以低能源为应用起点，逐步实现这种新型发电装置的商业化制造。这项技术可有效减少发达国家对传统能源的依赖，同时，也能为发展中国家提供一种经济、可实行的电力来源。
而就在2016年8月美国劳伦斯·利弗莫尔LLNL国家实验室和Giant Leap Technologies（GLT）公司还获得了该计划的220万美金资助，用于3D打印太阳能跟踪器的研究。LLNL国家实验室和GLT公司通过微流控3D打印技术（opto-microfluidic ）打印出具有微米级细节的结构用于研究，最终这些结构将被扩展到几平方米大。
相关指数:微弱
技术8： Slack 通信软件
突破技术：便捷易用通信软件正取代电子邮件成为新的工作协同工具。
重要意义：在很多工作场所，“饮水机效应”（指偶然相遇和意想不到的同事对话会催生新想法）可以提升生产率。
主要研究者： Slack、Quip、Hipchat、微软
名为 Slack 的办公室内部通讯系统，经常被描述为世界上有史以来增长速度最快的工作场所软件。自 2013 年推出以来，在不到 3 年的时间里，每日用户数就已经超过了 200 万。市场上也存在其他一些类似于 Slack 的“Facebook 版办公软件套件”，但却未能取得如 Slack 般的用户热情。
相关指数:中等
技术9： 特斯拉自动驾驶仪
突破技术：汽车可以在各种环境下安全自驾。
重要意义：全球范围内，每天都有几千人死于人为误操作引发的车祸。
主要竞争者： 特斯拉、沃尔沃、梅赛德斯、谷歌、优步、尼桑、福特、丰田、通用
特斯拉采用增量方法，它的客户都是其广泛的测试参与者。这与那些组建小型测试车队来收集数据，从而希望有一天能够推出全自动驾驶汽车的谷歌及其它公司大不相同。真正自动化所需的硬件已准备就绪，马斯克表示，全自动驾驶汽车在两年内具备技术上的可行性—— 即使在法律上不被认可。
自动驾驶需要大量的感应器，3D打印不仅能够打印感应器，还可以将感应器与电路一起打印成结构性电子器件。这方面，3D科学谷做过物联网与3D打印：新制造革命的详细分析。延伸阅读请参考汽车设计的未来，解密Soulmate背后的3D打印故事.
相关指数:低
技术10： 空中取电
突破技术：新型无线装置，能够利用周边的无线电信号（如 Wi-Fi）为自身供电并进行通信。
重要意义：互联网设备将摆脱电池和电源线的束缚，开拓大量新应用。
主要研究者： 华盛顿大学、德州仪器公司、马萨诸塞大学（安赫斯特）
开发此项技术的华盛顿大学研究人员已证明微弱的无线电信号确实能满足一个互联网装置的电能需求。他们其中一项技术，名为无源 Wi-Fi（passiveWi-Fi），正由一家衍生公司JeevaWireless 商业化。无源 Wi-Fi 通过后向散射 Wi-Fi 信号，让无电池装置与传统设备（如电脑和智能手机等）连接。无源 Wi-Fi 的功耗只是当前 Wi-Fi 芯片组的万分之一，是一些采用蓝牙LE 和 ZigBee 通信标准的小型连接设备功耗的千分之一，覆盖范围更远。小型无源 Wi-Fi 设备制造成本极为低廉，可能不到 1 美元。
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