R&D報告：耗時又耗錢的研發(fā)部門，即將被這些技術改變

liuaqbb 2018-06-22

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原標題：R&D報告：耗時又耗錢的研發(fā)部門，即將被這些技術改變

編者按：研發(fā)是企業(yè)保持競爭力的關鍵。但是傳統(tǒng)上的研發(fā)是既耗時又耗錢并且需要高素質人才支撐的活動。不過最近技術開始逐步介入到這些研發(fā)活動當中，通過AI、自動化、AR/VR以及3D打印等技術的結合來自動排除掉人為錯誤，將尋找工程人才的工作大眾化，并且加快藥物發(fā)現(xiàn)、汽車制造等行業(yè)的研發(fā)時間。CB Insights的一篇報告聚焦了這些領域的發(fā)展。

制藥、技術、航空等行業(yè)的大公司每年都要投入數十億美元在研發(fā)上面。光通用電氣一家公司去年在新開發(fā)上面的花銷就超過80億美元。

在本報告中，我們將審視新的網絡平臺、機器人與3D打印、AI算法，以及AR/VR技術如何重塑了從人才獲取到假設驗證以及產品設計的一切。

網絡平臺擴大了人才池

在這個高度科學化的研發(fā)世界里，尋找高水平的專家是最大挑戰(zhàn)之一?，F(xiàn)在，軟件正在幫助公司接觸到全世界的人才池。

比方說在挖掘數據科學與金融的人才方面，像Kaggle、Quantopian、Numerai這樣的平臺正在將“量化”工作民主化并且給其協(xié)作者提供補償。這種概念現(xiàn)在也開始被制藥研發(fā)等領域所接受。

像Science Exchange這樣的按需科學平臺目前正在多個研發(fā)垂直領域開展合作，通過研發(fā)外包讓企業(yè)能迅速解決現(xiàn)場人才缺乏的問題。

不過即便公司有了越來越大的人才池，假設驗證仍有改進的空間，而縮短迭代時間將會轉化為更快更好的發(fā)現(xiàn)。

機器人&3D打印加速各個垂直領域的產品開發(fā)

根據最近的一份產業(yè)調查，加速產品開發(fā)是機構采用3D打印的第一要務。此外，57%的3D打印工作都發(fā)生在新產品研發(fā)的第一階段（比如概念驗證和原型開發(fā)）。

3D打印已經成為任何設計工作室的常用裝備。在訂購成千上萬實體零件之前，設計師可以利用3D打印來看看未來產品會是什么樣的。

類似地，機器人正在對廣泛的垂直領域的試錯流程進行自動化。

比方說，在合成生物學的研發(fā)領域，機器人對Zymergen和 Ginkgo Bioworks這樣通過酵母細菌制造定制化學品的公司產生了巨大影響。尋找合適的微生物需要同時對多達4000種不同的衍生進行測試，這些往往需要大量枯燥乏味的實驗室工作。

通過利用自動移液管和機械臂，自動移液器使得高吞吐量實驗成為可能，并帶來了更快錯誤更少的雙重好處。

下圖左是基因測試機器人Counsyl，用來轉移樣本，右圖是Zymergen的移液機器人，用于自動細菌培養(yǎng)測試。

材料工程就是檢測出一顆微粒的能力——比如在300毫米的晶片上的一顆10納米的顆粒。這真的就像大海撈針。

——Applied Materials CTO Om Nalamasu

除了生物科技以外，材料科學在計算和電子方面已經扮演了關鍵角色。

值得注意的是，像英特爾、三星這樣的芯片制造商也是全球最大的研發(fā)開支者之一。隨著半導體變得越來越小，在納米級別的操作已經不是人力之所能及，這使得機器人稱為優(yōu)先選項。

明天的科學工具將日益自動化和精確，這樣才能處理微觀級別的精度。

AI正加快材料科學的發(fā)現(xiàn)

愛迪生對材料科學總結得很到位，他說這是一個排除的過程：“我沒有失敗10000次。我一次都沒有失敗過。我已經成功地證明了那10000種方法沒有見效?！?/p>

愛迪生的精神至今仍在現(xiàn)在的研發(fā)實驗室留存，盡管研發(fā)的數字化和軟件化程度仍不如一些人預計的那么高（美國國家科學院稱開發(fā)新材料往往是新產品開發(fā)過程中最耗時的一個階段）。把科學方法更好地進行數字化對于開發(fā)新產品和新材料以及隨后的規(guī)?；a至關重要。

目前AI初創(chuàng)企業(yè)最熱門的交易領域是醫(yī)療保健，因為各家公司都在將AI應用到藥物研發(fā)中心上面。只要公司正在把資金投入到Recursion Pharmaceuticals以及 twoXAR這樣的藥物研發(fā)初創(chuàng)企業(yè)里面，這種做法在其他領域得到采用也只是時間問題。

有一家公司致力于化學和材料科學，那就是下圖左的Citrine Informatics。Citrine在其大姑媽的材料數據庫上運行AI，并且宣稱它可以在50%的時間內幫助組織達到研發(fā)和制造的里程碑。類似地，Deepchem（下右）開發(fā)了一個Python庫供化工業(yè)應用深度學習。

簡而言之，各個板塊的制造商——包括工業(yè)生物技術、制藥、汽車、電子或者其他的材料品——都得靠機器人自動化以及3D打印來維持競爭力以及縮短產品推出的反饋回環(huán)。

開發(fā)復雜材料或者將其商用化的初創(chuàng)企業(yè)已經在3D打印界取得進展。像MarkForged這樣的公司采用了炭纖維復合材料，有的則研發(fā)帶有罕見納米結構和特殊物理屬性的復合物。

當然，未來的制造商將會依賴于智能軟件來取得其研發(fā)發(fā)現(xiàn)成果。

增強和虛擬現(xiàn)實將建模流程“抽象化”

目前的各類制造商要靠計算機輔助設計軟件（CAD）來進行原型開發(fā)。在未來的制造流程中，增強和虛擬現(xiàn)實會在研發(fā)過程當中扮演更大的角色，并且能夠有效地將桌面PC“抽象化”，以供各行的設計師使用，這有可能可以消除對3D打印實體模型的需要。

AutoCAD的軟件開發(fā)商Autodesk是未來原型和協(xié)作技術的領頭羊。該公司對3D打印等尖端技術進行了重金投入，還跟健康AI初創(chuàng)企業(yè)Atomwise就一個“機密項目”開展了合作。最近，Autodesk還進軍到AR/VR游戲引擎的研發(fā)當中，預示著其設想要在設計流程的沉浸式計算中扮演更大角色。

Autodesk的游戲引擎叫做Stingray，目前已經增加了對HTC Vive以及Oculus Rift頭戴裝置的支持。此外，游戲和VR引擎制造商Unity也跟Autodesk進行了合作以增加可互操作性。

類似地，蘋果也設想了結合AR/VR以及3D打印來促進設計流程。我們通過CB Insights數據庫發(fā)現(xiàn)了一項蘋果專利，該專利設想AR“疊加計算機生成的虛擬信息”到現(xiàn)有對象的現(xiàn)實世界視圖當中，從而讓行業(yè)設計師可以在現(xiàn)有或者為完成的對象上有效地進行可3D打印的“編輯”。