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科 幻 科 學 報
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本期內容 ▼〈No.195〉2003.11.25
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科技大趨勢 ■ 無「模」也能成「型」
幻影特區 ■ 記憶裂痕
科學小視窗 ■ 卡斯帕羅夫三度與電腦對奕
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▌編輯的話
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原本大家擔心的「秋煞」似乎並沒有來臨（最好也不要來啦），
倒是傳出遊客在峇里島感染痢疾，害得原本想到峇里島觀光的朋友
不太敢去了。冬天到了，希望大家都能平安度過囉！
嘉恩
星艦學院編輯小組
mailto:scisci@mail.apol.com.tw
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▌科技大趨勢
▌無「模」也能成「型」
▌葉李華˙著 http://mail.apol.com.tw/~scisci/author01.htm
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「侏羅紀公園」系列電影雖然是標準的科幻片，其中的橋段卻
不乏當今的尖端科技。例如在第三集的開頭，就介紹如何利用電腦
操控「無模成型機」，輕易製作出恐龍骨骼的模型(更精確地說，是
迅猛龍的共鳴腔)。男主角一直把這個模型帶在身邊，後來果然派上
用場，在緊要關頭救了大家的性命。
在現實世界中，無模成型(Rapid Prototyping，也有人直譯為
「快速原型設計」)則是一項方興未艾的高科技。傳統的「模型」顧
名思義是指用模子鑄成的造型，無模成型則顛覆了傳統的模型概念，
以電腦中無形的數據取代有形的模子。這些無形數據可以是來自實
物的掃描，亦可來自電腦輔助的虛擬設計。嚴格說來，其實「無模
成型法」只是統稱，凡是符合「取代原本需要模子才能成型」的快
速製程，都可以冠上這個名字。假如細分的話，無模成型法至少有
五、六種不同類型。以下僅就最具代表性的三類，做些深入的介紹
與討論。
1.三維列印(3D Printing)：三維列印機的工作原理類似噴墨印表
機，不過噴出的當然不是油墨。這種機器裡面有幾百個排成一直線
的噴嘴，列印時一層又一層噴出熱塑性聚合物。等到噴出的聚合物
冷卻後，成品就是一個立體的模型。然而這種模型硬度不夠，因此
僅適合充當設計過程中的「模型」。
2.雷射成型(Stereolithography, SL)：以電腦控制的紫外雷射光為
「雕刻刀」，一層又一層地在液態樹脂上「雕刻」出想要的形狀。
但是在這種成型法中，所謂的「雕刻」是一種光化學作用──受雷
射光照射的樹脂會快速凝結，未照射到的就仍然保持液態。最後讓
固態樹脂和液態樹脂分開，前者就是我們想要的模型了。與三維列
印比較之下，雷射成型做出的模型比較堅硬，因此有許多實用價值，
例如某些元件已能用這種方式快速生產。
3.雷射燒結(Selective Laser Sintering, SLS)：同樣是利用雷射
光為「雕刻刀」，同樣是一層又一層「雕刻」出想要的形狀，不過
在此使用的是強力的二氧化碳雷射，而原料是塑膠粉末、金屬粉末
或陶瓷粉末。「雕刻」的方式則改為燒結法──被雷射光照射到的
粉末會立刻熔化，隨即再凝結成一團固體。如此製成的模型最堅硬，
連金屬零件都可能這樣製造出來。
細心的讀者或許注意到，筆者一次又一次不厭其煩地使用「一
層又一層」這樣的說法。這是因為無論在哪一種無模成型法中，都
一定會用到這個類似微積分的概念──將三維形體視為由許多近乎
二維的薄片組成。
至於無模成型在各行各業的應用，大概只能用「無可限量」來
形容，因為實在難以想像有哪個領域會令它無用武之地。或許這樣
說吧，我們只要想想電腦普及之後，印表機如何在許多場合取代打
字機、印刷機並發揚光大，便能具體而微地想像無模成型機即將帶
來的革命。
無模成型科技始於一九八○年代，經過近二十年的研發，如今
已經可算相當成熟。合理的下一步，自然是將這項科技網路化與遠
距化。用白話文來說，就是所謂的「立體傳真」，亦可比喻為科技
版的「隔空取物」。美國航空暨太空總署(NASA)就對這項科技寄予
厚望，希望有朝一日國際太空站(ISS)所需要的一部分零件，可以
藉由「遠距無模成型」從地球直接傳上去。雖然還比不上科幻電影
常見的量子遙傳(可將任何生物或無生物從甲地以光速傳到乙地)，
這卻是二十一世紀初便能實現的尖端科技。
附註：一個醫學實例
幾年前，美國一對連體嬰姊妹必須接受分割手術。由於兩人相
連的情形太複雜，無論X光、電腦斷層掃描或磁振造影所能提供的平
面影像，都不足以讓醫生確定如何操刀。這時，無模成型科技派上
了用場；利用電腦斷層掃描所獲得的數據，無模成型機以樹脂為原
料，製成連體嬰骨骼結構的立體模型，讓醫療小組在開刀之前，就
對兩人骨骼如何糾纏一目了然。結果手術相當成功，原本只有三條
腿的連體嬰姊妹，分割後各自擁有一條健康的腿與一條略為殘缺的
腿。如今兩人不但能跑能跳，甚至還能翩然起舞。
參考資料
http://www.rapidprototyping.net/
http://www.mec.cf.ac.uk/services/
http://www.efunda.com/processes/
http://www.3dsystems.com/appsolutions/matrix.asp
http://www.geocities.com/ResearchTriangle/7856/rpt.html
原載《科學發展》2003年8月號
→→完←
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▌幻影特區
▌記憶裂痕
▌科科報編輯小組˙著
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導演吳宇森把菲利普狄克的短篇小說「記憶裂痕」(Paycheck)
搬上大銀幕，此片將在今年聖誕節於美國上映，台灣觀眾則可望在
明年初看到這部電影。
「記憶裂痕」故事改編自菲利普狄克於1953年出版的同名短篇
小說，描述一名電子工程師發現他有兩年的記憶被雇主刪除了，他
必須尋找蛛絲馬跡來找回記憶，並揭露出不可告人的秘密。
「記憶裂痕」由班艾佛利克與烏瑪舒曼主演，片中融入了吳宇
森獨特的動作風格，吳宇森在接受媒體訪問時表示，此片部分片段
還深受希區考克經典作品「北西北」的影響。
→→完←
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▌科學小視窗
▌卡斯帕羅夫三度與電腦對奕
▌科科報編輯小組˙著
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還記得西洋棋大師卡斯帕羅夫1997年和IBM深藍電腦的對奕嗎？
卡斯帕羅夫本月再度與電腦對奕，四回合比賽雙方平分秋色，各勝
一場、和局兩場。
現年四十歲的俄裔西洋棋大師卡斯帕羅夫11日起在紐約運動俱
樂部和超級電腦X3D FRITZ對奕，卡斯帕羅夫戴著3D眼鏡，與虛擬實
境中的電腦對戰。在第一回合雙方即戰成平手，經過三個多小時的
角力，卡斯帕羅夫同意雙方戰合。之後的三場比賽，卡斯帕羅夫取
得了一勝一負一和，最後雙方以二比二戰平。
X3D FRITZ每秒鐘可運算五百萬個棋步，採用了德國軟體公司開
發的FRITZ西洋棋軟體，並輔以美國公司開發的X3D虛擬實境技術，
讓卡斯帕羅夫能在虛擬實境中和電腦對戰。不過卡斯帕羅夫則表示
他不太能適應這種高科技展品。
卡斯帕羅夫至今已經和電腦對奕三次，1997年與深藍對奕最引
人注目。而今年二月他也曾和Deep Junior進行比賽，最後也以和局
作收。
→→完←
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