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EPFL的工程師已經(jīng)將這一設想投入實(shí)踐。成立于1755年的傳統制表商江詩(shī)丹頓（Vacheron Constantin）于2016年開(kāi)始，攜手EPFL Galaatea實(shí)驗室的工程師，試圖將鐘表雕刻的工藝帶入21世紀，讓工匠們能夠使用激光而不是雕刻機、剪刀或切割機來(lái)雕刻腕表水晶。江詩(shī)丹頓工程與創(chuàng )新項目經(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年的傳統方法中融入創(chuàng )新?！?/span>

項目領(lǐng)頭人是伊夫·貝魯阿夫Yves Bellouard，他在EPFL擔任歷峰教席并領(lǐng)導Galatea實(shí)驗室。該項目在他加入EPFL并成立Galatea實(shí)驗室后不久后展開(kāi)，以研究激光如何與材料相互作用以及在微觀(guān)工程中的潛在應用。Bellouard團隊使用了啁啾脈沖放大（CPA）技術(shù)，這項技術(shù)的發(fā)明者曾在2018年獲得諾貝爾物理學(xué)獎。Bellouard說(shuō)：＂在此之前，想要在材料內部工作是不可能的。我與歷峰集團（于1996年收購江詩(shī)丹頓）討論了我們到底要如何將這項技術(shù)與工藝技術(shù)結合起來(lái)，應用于腕表雕刻?！?

就此，在這個(gè)項目中工作的不同人員開(kāi)始了艱難的嘗試和學(xué)習。雕刻師必須習慣于使用高科技工具，并在此過(guò)程中幫助改進(jìn)系統；而工程師則必須戴上工匠的帽子，找到恢復物理聯(lián)系和阻力感的方法。Bellouard對此補充道：＂使用激光，你就會(huì )失去機械連接，這對工匠而言是個(gè)很大的問(wèn)題。因為他們依靠觸覺(jué)工作，而失去機械連接導致他們只能看到自己的工作，而沒(méi)有觸覺(jué)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認為這是一個(gè)很好的想法。她很高興有機會(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復雜的工作：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碼筆在水晶內部深處蝕出線(xiàn)條，這并不容易，更何況是肉眼無(wú)法看到的細小線(xiàn)條。研究小組為此嘗試了幾種不同的觀(guān)察設備：先是雙目設備，然后是電腦屏幕，最后他們決定使用虛擬現實(shí)頭盔。但該頭盔仍需進(jìn)一步調整。

瑪麗達特發(fā)現最大的困難是在她移動(dòng)筆時(shí)沒(méi)有任何物理阻力：＂因為我的工作需要在金屬中作業(yè)，將一些金屬蝕掉以設計。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，以及在切割機上感受到的阻力。有了激光后，我就沒(méi)有這些感覺(jué)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(kāi)發(fā)手術(shù)機器人技術(shù)，但也涉及精密制表。Force Dimension的專(zhuān)家們設計了一種設備，再現了Maridat所缺乏的物理阻力。他們創(chuàng )造了一種連接在機械臂上的數字筆，利用觸覺(jué)技術(shù)讓用戶(hù)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)作的力度和位置數據輸入機器，然后機器會(huì )將其重現在機械臂上。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?，該項目尚未結束，到底會(huì )以什么樣的最終形式呈現，讓我們拭目以待。

關(guān)于Galatea實(shí)驗室

Galatea實(shí)驗室探索利用激光局部定制材料特性的新模式。目標是在材料中 ＂寫(xiě)入 ＂功能，將其轉化為復雜的組件，并最終形成自己的系統。研究圍繞著(zhù)三個(gè)主要集群展開(kāi)：理解激光與物質(zhì)的相互作用現象，研究基于3D直接寫(xiě)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的新概念。Galatea實(shí)驗室由歷峰國際公司贊助。