數字製造講義01-成為數字世界的建造者

開始的開始
並沒有想過自己有機會在大學裡講這門課——一門自己永遠覺得學不夠(會)的課。
三年前的今天,我正在痛苦的上一門叫做 Digital Fabrication 的課。它由 MIT 原子與位元中心 FabAcademy 開設,前身是一門叫做 How to Make Allmost Anything 的課程。

關於課程學習什麼,我寫了 一系列的筆記 ,這裡就不多介紹了。

How to make almost anything:

伴隨 FabAcademy 的發展,Fab Lab 已經遍佈全球:

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今年我有機會把這門課的體驗帶給你們,把這門課改進得更本土化、可操作,以及嘗試如何在小成本的實驗室裡進行基本的實踐。這門課不僅僅是為了幫助你們學習製作樂器的一些基本知識和技能,更重要的是,我們有機會一起探索人與音樂互動的歷史、邊界和可能性,一起體會動手做東西的痛苦和快樂、挫敗和成就感,從而形成對一個全新身份的理解和認同——創客,或者更具體點,音樂創客。
數字製造的浪潮
什麼是數字製造?
簡單說就是將製造流程數字化、自動化、智慧化。我把它劃分為三個部分:
CAD + Programming + CAM 數字化設計 + 程式設計 + 數控生產
數字化浪潮已經翻滾很多年了,一些領域早已完成數字化,而一些領域還處在變革當中,包括製造業。
數字製造浪潮的背後有兩大基礎:工業 4.0 和創客運動。

工業 4.0 在機械化、自動化生產的基礎上,進一步把生產流程相關的所有資料整合進來,形成物聯網、全流程資料化、資料智慧驅動物理計算和執行。過去是機器排好隊,人來引導。現在則是構建一套資料自動流轉的網路,人不參與的情況下也能由各種系統自動完成。
另外一個是更偏文化影響的基礎:創客文化。
創客文化根植於歐美國家的 DIY 傳統,大家喜歡自己動手做東西。為什麼喜歡動手做東西呢?因為人工很貴啊!而且房子大,家裡面一般都有車庫,可以用做工作室或者是創業的辦公室。很多東西就是這樣在車庫裡面搗鼓出來了。(所以高房價和廉價勞動力真是創客文化的敵人 :unamused:)

Maker 雜誌每年舉辦的 Maker Faire 已經成為全球創客盛大的節日,還一度開到了白宮裡面。(真·網紅)
製造,曾經是一個離一般人很遙遠的行業。在我們的印象中,製造業乾的都是一些有技術含量的體力活。女生?不可能的~
但世界的變化比我們想象得要快。
隨著數字化浪潮席捲各行各業,隨著製造工具變得更強大、更小、更便宜,隨著包括電子、程式設計在內的通識教育的普及,隨著專案的積累和開源,我們不知不覺已經站在了 Personal Digital Fabrication 的門口。配備一個裝置齊全的 lab,也不再是那麼遙遠的念想。

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數字製造基本流程
我們先來看一個不那麼數字化的製造流程:
然後是一個 Fab lab 中的製造流程:
然後看看製造業裡面經常用到的 CNC 製造過程:
在這個學期裡,我們會學習數字製造中主要的環節和技術,包括 Build 和 Code 兩部分。Build 部分主要負責物品的造型和外觀,以及如何把它從設計變成實物。Code 的部分賦予物品「靈魂」,讓一件物品能完成我們期望的功能和互動。

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顏值和智商,都不可以偏廢。
一個音箱表面看起來是這樣的:

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為了不只是胸大無腦,它裡面是這樣的:

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從數字製造的三個模組來看,一個合成器的製造可以分成幾個部分。
CAD + Programming + CAM 數字化設計 + 程式設計 + 數控生產
首先是合成什麼樣的音色?以前只能通過物理的方式,用不同的電路電壓獲得波形,然後做各種調製的效果。而現在我們可以用軟體程式設計的方式來實現

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其次是合成器的外觀造型部分,如何設計:

然後如何把每一個部件製造出來並組裝:

挖寶和立:triangular_flag_on_post:
這門課程的學習,將會是一個混亂的過程——因為有太多陌生的名詞、知識和領域。但也意味著一旦入了門,就擁有了一件無價之寶:可能性。
結合同學們的專業,這裡有兩個建議的方向,選擇一個作為自己期末專案的目標,整個學習過程會更有針對性。
專業樂器方向
主要嘗試製作通用的、已經商業化的專業樂器。例如:
音序器

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模組化的 MIDI controller

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實驗樂器方向
這個方向簡直就沒有邊界了……


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做點東西並不容易,要做出真實世界中存在的、能正常運轉、甚至有點好玩的東西,就更困難了。
好訊息是,你不是一個人。已經有無數的前人探索過,玩得不亦樂乎,還留下了許多...文件和原始檔!我建議在學期之初,就去尋找一些讓自己腦洞大開、心癢手癢的專案,作為標杆。如果能在一個學期內,逼近這些標杆,那麼成就感將是巨大的。
挖寶地址:
- NIME | Archive of NIME Proceedings
- Musical instrument design
- Instructables - How to make anything
- DF創客社群
希望陪伴你們度過一個痛苦又有趣的學期~
LET'S MAKE!