惠普实验室能重回黄金时代吗？ 从3D打印到生命科学

准备好迎接“硅谷之书”的第三章了吗？第一章，硅谷对原子相关技术进行了创新，硅晶片被雕刻成电子晶体管。从此，计算机革命的序幕被掀开

准备好迎接“硅谷之书”的第三章了吗？

第一章，硅谷对原子相关技术进行了创新，硅晶片被雕刻成电子晶体管。从此，计算机革命的序幕被掀开。

第二章，互联网服务行业迅速兴起，涌现出了像Facebook和Google这样的科技巨头。

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HewlettCPackard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。”