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

相关指数:中等

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