Китайские ученые разработали технологию, позволяющую печатать прототипы человеческих органов на 3D-принтере. По их словам, создать пригодные для трансплантации почку или печень можно будет через 15--20 лет. Новое ухо, нос или даже почку в скором времени можно будет просто взять и напечатать. В этом уверены китайские ученые, разработавшие биологический 3D-принтер, на котором они уже с успехом печатают прототипы человеческих органов. Материалом для работы принтера является биологический гель -- субстанция, которая существует в межклеточном пространстве живых организмов. С помощью тонкой иголки принтер наносит этот гель в соответствии с компьютерной моделью, доставляя нужные клетки в нужное место, как кирпичики. В скором времени появляется такой вот орган, в котором пока что отсутствуют кровеносные сосуды и нервы. По словам ученых, полноценные пригодные для трансплантации человеческие органы они смогут печатать еще нескоро.»Во- первых, материалы, которые использует принтер, должны быть более точными. Мы должны научиться использовать разнообразные виды клеток, которые могут создавать более сложную клеточную структуру. Ну и кроме того, нам нужен большой объем геля для печати, так что исследование стволовых клеток сильно ускорит этот процесс» [17]. Помимо того, чтобы расположить определенные клетки в нужном месте, ученым нужно научиться заставлять их взаимодействовать друг с другом, как единый организм. По их словам, это произойдет не раньше, чем через 15--20 лет.
Развитие технологии печати и нанотехнологий, в частности производства наноматериалов, создадут, да и создали уже сейчас, большое количество материалов, пригодных для использования в 3D-печати, и их применение в этих целях лишь вопрос времени и развития этого подхода. Мировые лидеры производства высокотехнологичных продуктов признают, что печатные технологии и применение полимеров -- один из самых дешевых методов производства. Лидеры тратят большие бюджеты на развитие технологий производства по таким методам, появляются инновационные компании, с огромным потенциалом применяющие такие технологии (вспомнить только Plasticlogic, который совместно с «Роснано» запускает в Зеленограде производство школьных читалок) [16]. Открытие новых свойств полимеров и возможности их совмещения с другими инновационными материалами, создание полимеров с новыми свойствами (токопроводящих, люминесцирующих, биоцидных и проч.) говорит, что будущее именно за полимерной техникой, а технология 3D-печати сделает их применение массовым и повсеместным.
Но даже если что-то и невозможно будет сделать при помощи полимеров, это можно будет сделать с использованием наночастиц различных материалов и их соединений. Наночастицы металлов уже являются важным сырьем в производстве материалов нового поколения, то же самое касается и полупроводниковых наночастиц. Наноматериалы хороши тем, что при хранении не занимают много места (нано все-таки) и могут быть распределены (насыпаны, налиты) в любом объеме, что очень удобно для транспортировки. Нетрудно посчитать, что доставка десятка цистерн сырья до производственного центра обойдется дешевле, чем сборка в Китае из компонентов, в цене каждого из которых заложена многократная переработка сырья до готового изделия, которое станет деталью автомобиля, который, в свою очередь, тоже нужно доставить до дилерского центра. Одно только это делает такие технологии привлекательными, а они, помимо этого, исключают необходимость человеческого физического труда, организацию сбытовой сети и всего прочего, что сейчас присутствует в цепочках производства и продаж.
Очередная веха в развитии трехмерной печати -- появление на рынке СНГ производителей 3D-принтеров российского конструкторского бюро «Кипарис» на базе НИИ Микроприборов в подмосковном Зеленограде. М. Анисимов, исполнительный директор СКБ, так излагает историю своего предприятия: «Вообще-то мы увлекались робототехникой. Дипломным проектом моего коллеги Андрея был шестилапый робот Хекса- под -- он у нас такое вытворял! Потом увидели интересный проект 3D-принтера в интернете, посмотрели и заказали себе такой -- он уже давно валяется где-то в разобранном виде. Собирали мы его недели две, без инструкции -- качество печати было просто ужасным! И так как нам хотелось сделать что-то красивое, мы стали его улучшать. Посмотрели в интернете, как и что люди делают, и постепенно, шаг за шагом, превратились в организацию, для которой 3D-принтеры -- основное направление. Нам нужны были деньги, и мы стали искать инвесторов -- ходили с роботом, но роботы никого не интересовали. Предложили принтер, и он оказался более привлекательным для инвесторов. Сегодня мы занимаемся печатью из пластика, а некоторые уже печатают человеческие органы. Вообще, печатать можно что угодно! То, что мы делаем здесь для себя, можно назвать игрушками. Все эти фигурки, здания, дома -- они ведь только создают впечатление. Я видел, как эта технология реально применяется в жизни. Людям действительно нужны такие принтеры: то, что без их помощи сделают только завтра, на 3D-принтере можно распечатать уже сегодня» [14]. Вообще-то диалог с этим экспертом заслуживает того, чтобы привести его полностью:
« -- Кто покупает 3D-принтеры? Архитекторы и дизайнеры -- они занимаются моделированием, и им необходимо показывать образцы заказчикам либо самим смотреть, насколько все сочетается. Другая сфера -- робототехника, промышленность, разработка, когда людям необходимо сделать какое-то устройство и впихнуть его в специальный корпус.Они берут свою опытную разработку, смотрят, что с ней надо сделать, печатают на принтере и проверяют. Им проще все это распечатать, потому что, если обнаружится дефект, им придется снова обращаться на завод, где делали опытный образец, платить за это деньги и ждать, пока сделают новый. Если 3D-принтера нет, а нужно выполнить какие-то токарно-фрезерные операции, ждать придется долго. А так инженер разрабатывает, сидя за компьютером, какую-то модель и, не сходя с места, запускает ее на печать. Ну и самое интересное -- это, наверное, принтеры для детей. Хотелось бы, конечно, чтобы дети тоже занимались творчеством.
-- Чтобы они сами печатали себе игрушки? -- Нет. Ну есть же в школах уроки труда, когда они делают что-то при помощи лобзика или выжигательного аппарата по дереву.. -- Тогда получается, что ты, наоборот, отбираешь у них эту возможность, потому что теперь за них все может сделать принтер. -- Принтер работать просто так не будет -- нужно, чтобы кто-то поставил перед ним задачу: скажем, сделать свисток. Естественно, аппарат сам не знает, как сделать свисток. Ребенок должен смастерить модель, потом запустить ее на принтер и посмотреть, как у того все получилось. -- То есть ручной труд превращается в работу за компьютером? -- Нет-нет. Я бы сказал, что сфера деятельности на уроках труда просто расширяется. Свисток я привел как пример. Это может быть не свисток, а какой-нибудь механизм. Допустим, изучают дети механику. Им необходимо сделать какую-нибудь передачу. Они ее смоделировали, распечатали детали, руками собрали, посмотрели -- все у них работает. Получается более короткий цикл от возникновения идеи до ее реализации. Принтер позволяет ускорить и расширить творческий процесс на уроках труда. Обычно дети ограничены имеющимися инструментами и материалами. Принтер дает безграничные возможности: что ему скажешь, то он и будет делать.
-- 3D-принтеры становятся все более популярными. Футурологи уверяют, что когда-нибудь они станут такой же частью домашнего обихода, как кофеварка или микроволновка. -- Да, но к тому времени, возможно, принтеры будут печатать уже не пластмассой, а какими-то новыми материалами. Но сама концепция 3D-печати должна войти в каждый дом. Тогда товаром будет уже не какой-то физический объект, напечатанный принтером, а его виртуальная модель. То есть человек покупает 3D-модель и совершает с ней все необходимые действия. Возможно, это произойдет не через год-два и даже не через пять лет, но если посмотреть, какими темпами совершенствуются машины, как у них расширяется функционал, как они становятся удобнее, то все идет к тому, что 3D-принтер станет персональным.
--А модели станут частью платного контента, распространяемого через интернет? -- Платные модели есть уже сейчас. Любой труд должен быть оплачен. Когда человек делает модель, он может отдать ее бесплатно -- это его право. Но, как правило, люди будут брать за это деньги, дабы не подрывать основы современной экономики. Да и крупные производители бытовой техники не заинтересованы в том, чтобы у них отнимали хлеб. Может, они будут чуть ли первыми, кто даст возможность нам, простым обывателям, использовать их модели в нашей работе. Допустим, сломалась в обычном домашнем принтере какая-нибудь деталь. Можно обратиться в сервис-центр. А можно заказать у производителя модель детали через интернет и распечатать ее на 3D-принтере. У сестры коллеги есть детский квадроцикл. У него сломалась шестерня. Мы разобрали квадроцикл, достали шестерню, смоделировали такую же, вставили туда -- все работает. Это пример использования технологии в быту. В бизнесе она имеет совсем другое применение. Но экономия и в этом случае очевидна. К примеру, принтер может в день сделать сто деталей, себестоимость которых -- 1 рубль за штуку, а продаются такие элементы по 10 рублей.
-- Справедливости ради стоит заметить, что и принтеры пока не дешево стоят... -- Конечно! Но мы продаем не только сам принтер. Мы продаем техническую поддержку, гарантию: если что вдруг случится, клиент всегда может к нам обратиться. Бюджетные модели за 200--300 долларов лишают вас таких преимуществ. При возникновении проблемы продавцы в лучшем случае отправят вас на профильные форумы. Если вы хотите использовать принтер сразу для дела, то лучше купить собранный, готовый, протестированный аппарат, поставить его и спокойно работать, не думая о том, что с ним случится через пять минут. Я бы себе только такой взял. Мы долгое время работали с бесплатным программным обеспечением -- что-то хорошее в этом сегменте трудно найти. Люди стараются, конечно, работают, но получается все равно какой-то незаконченный вариант. Чтобы сделать хорошо, нужно, чтобы это давало какую-то отдачу.
-- Получается, что потребительский продукт переходит из материальной сферы в виртуальную, в сферу компьютерных разработок? -- Так и есть. А принтер -- это средство реализации. Как библиотеки. Теперь ведь во многих библиотеках книжный фонд оцифрован. -- Британские ученые недавно заменили человеку три четверти черепа имплантатом, который напечатали на 3D-принтере. Что скажешь о достижениях коллег? -- Читал эту информацию на каком-то интернет-ресурсе. Круто! Кстати, в России тоже есть медицинский институт, который занимается имплантологией. Они брали у нас принтеры. -- Из пластмассового прутка можно делать имплантаты? -- Сам не пробовал, нужно с медиками пообщаться. Думаю, у них есть свои технологии. Одна медицинская компания брала на анализ пластик, который мы используем. Они соединяли элементы наших деталей с живыми клетками и смотрели, как те будут реагировать. Пластик никаких ядовитых веществ в клетки не выделил -- они спокойно друг с другом взаимодействовали. -- Что же дальше? Людей будем печатать? -- Можно скелет напечатать. Только что с ним потом делать? Думаю, это будущее робототехники. -- Почему именно ее? -- Ну, распечатать скелет, чтобы создать робота, максимально похожего на человека. -- С костями понятно, а как насчет органов и кровеносных сосудов? Их тоже можно будет распечатать на принтере? -- Я в это верю, но как один из тех, кто напрямую работает I с принтерами, знаю, что все не так просто. Даже если научатся печатать вены и органы, это все равно будет не сразу -- пройдет еще много времени, прежде чем технологию выведут на поток. Общался с медиками -- они говорят, что печатать можно, но проблемы все равно остаются: ткани отмирают быстро. Либо распечатали сосуд, а его внутреннее отверстие сомкнулось. Это дело будущего. -- Не планируете печатать из чего-либо кроме пластмассы? Из металла, например? -- Пока нет. Металл сейчас спекают лазером. Печатать алюминием можно хоть сейчас. Идеальный вариант, конечно, это когда принтер начнет печатать атомами и собирать буквально из ничего любые предметы. Это будет прорыв.
-- А нужно ли это? Ведь одно дело -- напечатать сломавшийся выключатель, и совсем другое -- вещь, которая может причинить вред другим. -- Об этом много спорят даже применительно к устройствам, печатающим из пластика. Кто-то ухитрился распечатать пластмассовое оружие и пострелять из него. Принтер у него, конечно, забрали. Не знаю, как к этому относиться. Ограничивать людей в чем-то нужно, но отбирать принтер, если кто-то напечатал оружие, -- так тоже нельзя. -- Какие у вас планы относительно развития технологии трехмерной печати? -- Людям нужно, чтобы технология была максимально удобна для использования: чтобы они даже не трогали принтер, а он сам знал, что им надо распечатать. Чтобы пользователь просто скидывал трехмерную модель на принтер, и тот начинал работать. К этому мы и стремимся. Технически нужно сделать так, чтобы аппарат печатал быстрее и качественнее, меньше времени тратилось на ожидание того, что в итоге получится. Это самое важное. Ну и надежность. Наша новая модель гораздо менее прихотлива по сравнению с предыдущей. Дальше в своих разработках мы будем целиком и полностью опираться на запросы потребителей. -- Ты говорил, что в любом деле важна бесконечность. В чем твоя бесконечность? -- Когда мы только начинали, я не представлял, что будет настолько трудно, что столько сил придется вложить в это дело. Сейчас компания уже подходит к этапу, когда нашу продукцию хотят и мы готовы ее предложить. Собственно, к этому мы и шли. Процесс бесконечности заключается в том, что сейчас мы сделали одно, затем другое, потом сделаем третье и так далее -- все это будет формировать некую сферу услуг. Запросы человека безграничны, и чем больше он получает, тем больше хочет. Любое дело развивается. Почему до сих пор существуют компании, созданные сто, двести лет назад? Сначала они делали что-то одно, потом начали совершенствовать этот продукт, развивать технологии -- и люди привыкали к нему все больше и больше. Наша задача -- создать механизм, который займет свое место в этом потоке. -- Этим механизмом должен стать принтер? -- 3Э-принтер -- только начало. Я не могу раскрыть все свои идеи, но принтер -- это наше начало, то, в чем мы нашли себя. Когда мы получили первый принтер, это был шок. Как это -- взять и сделать что-то на 3Э-принтере? А когда глубже в это окунулись, стало интересно. Сейчас мы сделали эту машину -- круто, молодцы, но надо двигаться дальше.
-- И куда же дальше -- захватывать мир? -- Захватывать мир, наверное, мы не хотим. Я бы назвал это личным интересом -- делать то, что хочется. И знать, что это действительно важно. Делать то, что хочется, и то, что полезно, -- кажется, мы смогли объединить эти две вещи» [14].