江詩(shī)丹頓制表工藝再革新 用激光把藝術(shù)雕刻進(jìn)時(shí)間
你有沒(méi)有想過(guò)把鐘表和激光聯(lián)系在一起？在你想象的時(shí)候，法國(guó)EPFL的工程師已經(jīng)將這一設(shè)想投入實(shí)踐。成立于1755年的傳統(tǒng)制表商江詩(shī)丹頓（Vacheron Constantin）于2016年開始，攜手EPFL Galaatea實(shí)驗(yàn)室的工程師，試圖將鐘表雕刻的工藝帶入21世紀(jì)，讓工匠們能夠使用激光而不是雕刻機(jī)、剪刀或切割機(jī)來(lái)雕刻腕表水晶。江詩(shī)丹頓工程與創(chuàng)新項(xiàng)目經(jīng)理保羅·貝爾圖西Paul Bertusi表示：＂我們希望在我們已經(jīng)磨煉超過(guò)265年的傳統(tǒng)方法中融入創(chuàng)新?！?/span>
項(xiàng)目領(lǐng)頭人是伊夫·貝魯阿夫Yves Bellouard，他在EPFL擔(dān)任歷峰教席并領(lǐng)導(dǎo)Galatea實(shí)驗(yàn)室。該項(xiàng)目在他加入EPFL并成立Galatea實(shí)驗(yàn)室后不久后展開，以研究激光如何與材料相互作用以及在微觀工程中的潛在應(yīng)用。Bellouard團(tuán)隊(duì)使用了啁啾脈沖放大（CPA）技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明者曾在2018年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。Bellouard說(shuō)：＂在此之前，想要在材料內(nèi)部工作是不可能的。我與歷峰集團(tuán)（于1996年收購(gòu)江詩(shī)丹頓）討論了我們到底要如何將這項(xiàng)技術(shù)與工藝技術(shù)結(jié)合起來(lái)，應(yīng)用于腕表雕刻?！?
就此，在這個(gè)項(xiàng)目中工作的不同人員開始了艱難的嘗試和學(xué)習(xí)。雕刻師必須習(xí)慣于使用高科技工具，并在此過(guò)程中幫助改進(jìn)系統(tǒng)；而工程師則必須戴上工匠的帽子，找到恢復(fù)物理聯(lián)系和阻力感的方法。Bellouard對(duì)此補(bǔ)充道：＂使用激光，你就會(huì)失去機(jī)械連接，這對(duì)工匠而言是個(gè)很大的問(wèn)題。因?yàn)樗麄円揽坑|覺工作，而失去機(jī)械連接導(dǎo)致他們只能看到自己的工作，而沒(méi)有觸覺反饋，所以我們必須以虛擬的方式重新創(chuàng)建這種反饋。＂
關(guān)鍵：“移植”觸感
在江詩(shī)丹頓工作了12年的雕刻師Emmanuelle Maridat認(rèn)為這是一個(gè)很好的想法。她很高興有機(jī)會(huì)從新的維度上來(lái)看待自己的工作。但激光雕刻本就是一項(xiàng)復(fù)雜的工作：需要在虛擬空間中控制手部動(dòng)作，只用一束微小的光和一支數(shù)碼筆在水晶內(nèi)部深處蝕出線條，這并不容易，更何況是肉眼無(wú)法看到的細(xì)小線條。研究小組為此嘗試了幾種不同的觀察設(shè)備：先是雙目設(shè)備，然后是電腦屏幕，最后他們決定使用虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔。但該頭盔仍需進(jìn)一步調(diào)整。
瑪麗達(dá)特發(fā)現(xiàn)最大的困難是在她移動(dòng)筆時(shí)沒(méi)有任何物理阻力：＂因?yàn)槲业墓ぷ餍枰诮饘僦凶鳂I(yè)，將一些金屬蝕掉以設(shè)計(jì)。這關(guān)乎看到的東西和感知到的形狀，還有觸摸它們時(shí)與材料產(chǎn)生的相互作用，以及在切割機(jī)上感受到的阻力。有了激光后，我就沒(méi)有這些感覺了，我失去了方向。＂她說(shuō)。
因此，Galatea的工程師們聯(lián)系了Force Dimension，這是一家EPFL的子公司，主要開發(fā)手術(shù)機(jī)器人技術(shù)，但也涉及精密制表。Force Dimension的專家們?cè)O(shè)計(jì)了一種設(shè)備，再現(xiàn)了Maridat所缺乏的物理阻力。他們創(chuàng)造了一種連接在機(jī)械臂上的數(shù)字筆，利用觸覺技術(shù)讓用戶在虛擬雕刻材料時(shí)有一種觸感。Force Dimension聯(lián)合創(chuàng)始人Francois Conti說(shuō)：＂程序員將所需動(dòng)作的力度和位置數(shù)據(jù)輸入機(jī)器，然后機(jī)器會(huì)將其重現(xiàn)在機(jī)械臂上。這樣一來(lái)，工匠們就能獲得合適的阻力，就像他們真的在觸摸物體一樣。＂
貝爾圖西（Bertusi）說(shuō)：＂能夠以3D方式架構(gòu)腕表水晶，在一塊水晶的任何地方作業(yè)，并在水晶中創(chuàng)造真正的3D雕塑為我們帶來(lái)了極其有趣的可能性?！睋?jù)悉，該項(xiàng)目尚未結(jié)束，到底會(huì)以什么樣的最終形式呈現(xiàn)，讓我們拭目以待。
關(guān)于Galatea實(shí)驗(yàn)室
Galatea實(shí)驗(yàn)室探索利用激光局部定制材料特性的新模式。目標(biāo)是在材料中 ＂寫入 ＂功能，將其轉(zhuǎn)化為復(fù)雜的組件，并最終形成自己的系統(tǒng)。研究圍繞著三個(gè)主要集群展開：理解激光與物質(zhì)的相互作用現(xiàn)象，研究基于3D直接寫入激光方法的新制造工藝，以及最后，找到基于單一單片的多尺度系統(tǒng)的新概念。Galatea實(shí)驗(yàn)室由歷峰國(guó)際公司贊助。
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