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世界越来越“模块化”

forcode:本文是昨天重发的那篇我写于2007年8月16日的帖子《集成产品好还是独立产品好?》的续篇,本文写于2007年8月18日。

正是因为智能手机是一种功能超级集成的设备,实际上抢占了原来成百上千种不同设备或场所(收音机、照相机、闹钟、画纸、计算器、电脑、游戏机、报刊、电视机、股票营业厅、茶馆、电影院、书籍、歌厅、电话、对讲机、录音机、笔记本、银行卡、钥匙串、邮箱、秘书、纸质地图、纸质影集、公告栏、资料夹……)的注意力和用户时间,所以,在2007年之前,全社会在火热讨论网瘾、手机成瘾时,我是嗤之以鼻的,那时候还未被智能手机攻陷的50岁以上人群没有体会到手机是集成了原来成百上千个设备的功能,用手机同时可以完成各种工作、娱乐,每天手机使用时长超过3小时不能称之为上瘾。

今天,微信、短视频和今日头条等APP,已经彻底让大量50岁以上人群上瘾,他们不再指责年轻人手机成瘾,因为他们的瘾更大……参考《老年人手机成瘾和被洗脑》。

电脑属于超级集成设备,智能手机是电脑的便携版,集成了比传统电脑更多的功能,比如相机、GPS、重力感应等,甚至,手机将来可能直接取代传统电脑,手机本身变成电脑主机,放在扩展坞上,接键盘鼠标显示器,就是一个台式机。参考《PC将被淘汰,联想公司死路一条

下一个最厉害的超级集成设备将是机器人,电脑我称为通用计算设备,机器人我称之为通用操作设备,未来的机器人将取代大量设备,比如扫地机器人、洗碗机、炒菜机、洗衣机、收割机……甚至人类本身大部分功能。

有关机器人技术的思考参考我2019年底写的这篇:《从“通用计算”到“通用操作”》。

我思考模块化这个概念,最初的思考起点是考虑太空飞船脱离地球工业体系,孤零零一个舰队在距离母星非常遥远、得不到补给的情况下,如何设计飞船,才使得飞船足够的反脆弱性?

这跟互联网的设计初衷类似——如何保证大部分互联网终端被炸掉的情况下、依然保持通讯不中断?靠ip路由机制。如果飞船是由一个庞大的独立飞船机舱组成,每个组件只有一两个备份,那万一遭遇陨石撞击,整个舰队就完蛋,浪费了大量钱财、人才,花费数十年甚至数百年、飞跃了数百万公里去执行的使命,很容易就被破坏掉了。

如果飞船由大量不同功能的小型模块积木式拼接而成,每一类功能由成千上万各零件可以互换的同一类模块组成,每一个模块都存在数万甚至数百万数亿的备份,那就算飞船被陨石撞坏80%,依然可以重新拼接组合、以较小的规模运行,继续执行任务。

我想到了米兔机器人,我十几年前设想的模块化、通用化、集成化发展趋势最好的例子就是米兔机器人,这类积木式玩具,其实核心组件就是两个可编程电机,但是通过将各种手机传感器(比如定时器、重力感应器)、外挂传感器(比如颜色传感器)与可编程电机组合,可以实现各种你想象不到的玩法。比如,我通过DIY把米兔机器人变成了一个发豆芽的智能设备:《米兔机器人如何发豆芽?》。其实,如果把可编程电机与遥控越野车、智能摄像头结合起来,完全可以DIY出一个相当靠谱的家用巡逻机器人。

未来,基于类似可编程电机这样的通用模块,普通玩家(甚至十几岁的小孩)就可以二次开发创造出不可思议的智能设备。如果家用机械臂足够便宜,搭配上各种移动模块、传感器模块,十几岁的黑客开发出远程遥控的军事机器人也不是不可能……

IFTTT这样的条件式触发执行平台,甚至可以打通不同平台、不同传感器之间的连锁反应,对现实世界进行编程,最常见的应用是rss定期刷新,有更新则自动同步到fb、gmail或twitter,如果远程遥控的军事机器人与IFTTT这样的平台结合起来,恐怖分子甚至可以通过普通的微博消息来触发炸弹……

模块化这个概念,其实与软件设计中的“组件”类似,组件是设计好具备特定功能、接口的软件零件,比如用于画图的组件、保存文件的组件……有了设计完善的组件,人们在开发APP的时候,就不用什么功能都从零开始设计,可以大幅度节约开发时间。组件的一个特点是“封装”,每个组件有标准化的接口,开发者不需要了解组件内部具体实现的原理和代码,只需要了解组件对输入数据的要求,会按照何种规则输出想要的结果,对利用组件来开发APP的程序猿来说,组建内部是黑盒。

模块其实就是现实世界的“组件”,也可以称之为零件,像理想汽车这样的电动汽车新势力,自己并不生产电池,而是直接采用宁德时代这样的“动力电池模块”开发商提供的封装好的模块……

在模块化时代,越来越多的创业机会不再是从零开始设计一款直接面向消费者的终端产品,而是为苹果、华为、特斯拉这样的“集成商”配套提供模块,这些模块不直接面向终端用户,但模块开发商通过与集成商的合作,也获得了巨大的发展,过去十几年iphone产业链的大陆配套厂商,活得相当滋润,体现的就是我在2007年所观察到的“模块化、通用户、集成化”发展趋势……

站在2007年,如果你是一家卡片机生产商的负责人,你看清楚了模块化、集成化的发展趋势,那你应该逐步停止生产面向终端消费者的卡片机,全力以赴战略转型,改为替iphone生产相机模块,不选择这么做的卡片机厂商,今天已经淘汰掉了,包括卡片机发明厂商柯达公司……

在2020年的今天,我13年前观察到的“模块化”发展趋势,依然在进一步深入,这里面有很多投资机会,以是否全力以赴拥抱“模块化趋势”这个标准来判断很多公司,我们可以轻易排除掉大量战略错误的公司……

我前段时间加入自选股但并没有来得及深入研究、短时间内翻倍的一家公司“阳光电源”,也是一家生产组件的公司,比如为光伏设备生产逆变器。在中国,“模块化”细分领域,会涌现出越来越多的超级成长股。这些领域,值得花时间做功课。

070818未来产品模块化通用化集成化

今天下午发表了一篇帖子:

    《集成产品好还是独立产品好?

    和以往一样,写这篇帖子之前,并没有想到会写出这么多的内容来,其中很多想法都是在写的过程中产生的,有很多想法都是比较新鲜的想法,可能是别人没有想到过的,所以写起来非常有快感。在gtalk上也跟几个对科幻和未来技术感兴趣的朋友聊了这篇帖子,刚才看到了阿企的评论:

    阿企:嗯,看来这样的时代是大势所趋。不过,个人以为必须有两个条件来满足它:一是实物程序的设计必须更加面向对象,即使是一个小孩也可以把自己的想法实现程序化;二是三维实物打印机的技术突破,现在即需即印的打印机已经实现,但是要想'打印'出更多的实物,恐怕还尚需时日。

    另外就是,集成化和独立化并非相排斥的,一般是先经过独立化的发展,几个巨头达成一致形成协议,这样就开始了通用化生产,但是依据长尾理论,独立化的个性化的产品还是无处不在的。所以,集成化产品应该用于一定的领域,而不是所有的产品。

    星期四,2007年8月16日, 18:03:00

    forcode:我认为就象在今天99%的人所谓的个性化也不过是基于流行文化基础上小打小闹的个性化一样(比如把一款iphone破解一下加入点自己编写的程序、或者把dvd刻录机的激光头与手电筒结合起来弄成手电式激光武器点燃远处的火柴或者烧破个气球、或者把数码相机绑在猫脖子上拍摄下猫的日常见闻,或者是其他的个性diy),将来的人都不至于要通过打磨或者浇筑的原始方式来生产个性化产品,所以,将来的个性化也是基于'大型微单元(模块)提供商设计的“通用模块”基础上的不同组装模式的个性化,就好比魔方发明之后,用户不断发明出新的组合和玩法来,当微单元模块发展到足够通用的程度,再加上三维打印机技术,我们生活中的一切设备都可以通过组装这些模块实现,可以想象,这些微单元模块一定非常多样化,一定是数以万计的,就好像c语言里的类的概念一样,微单元模块也具有继承父类的性质,并且可以相互组合成新的复合类。

    这些微型模块如此丰富:

    (1)定位功能的模块可以用来制作手势键盘、网络计算机、个人卫星等等(这些功能可以参考弗诺-文奇在《天渊》中描述的青河定位器);

    (2)存储模块可能是量子存储单元或者dna存储单元;

    (3)计算模块可以就是定位器模块,因为每个定位器都有一定的计算能力,只要组合起来,就成为一台超级电脑;

    (4)感官类模块包括视觉类模块(主要是各种光学照相机、摄像机、显微镜、望远镜、颜色传感器等)、听觉模块(基于激光测距原理的来测量空气震荡和压缩频率的听觉模块)、味觉模块(基于分子生物学的味觉探测模块)、触觉模块(可能利用金属或者复合材料热胀冷缩的原理设计的颗粒状涂料模块,可以涂抹在任何物体表面作为触觉模块使用),所有感官模块同时具备反向功能,比如,听觉模块具备发声功能(即震动导致局部空气压缩),视觉模块具备发射电磁波功能(不同波长的电磁波对应红外线、可见光和紫外线),等等;

    (5)能量模块,我在本文开头引用的文章中已经设想过能量模块,能量模块应该非常微小,就好像叶绿体这样,每一个小单元甚至可以与触觉模块或者定位模块相互结合遍布任何物体表面,作为吸收太阳能、热辐射、震动能、温差能而储备密度极高的能量,可能还有赖于人类发现能量密度更高且可逆转反复使用的复合分子材料用于能量吸收和储存。无线能量传输技术的发展使得这些颗粒大小的能量单元搜集的能量可以顺利集中供应任何设备,并且,这些微小的能量单元可以组装成大型电池,为任何定型设备供能。

    (6)动力模块,动力模块一定会基于三角形的稳定性等原理实现聚合并保证强度和力的传递,动力模块也非常微小,但是组合起来可以具备非常大的动力,如果再宏观一点,也可以基于液压原理、毛细管原理或者还是基于金属的记忆效应制造人造肌肉单元,动力模块可以提供至少三个自由度的动力,功率取决于动力模块的数量。

    (7)定型模块,三维打印机可以打印各种形状的零件,但一定是单个零件,而不是一台由多个零件组装起来的复杂机器,这就注定了三维打印机的局限性,所以定型模块非常有必要存在,定型模块的作用在于将其他模块容纳在特殊的形状中,相当于骨骼和皮肤的功能,这种模块需要具备自动愈合的功能,类似皮肤。

    (8)通讯模块,这和感官模块是对应的,感官模块本身也就具备了通讯的功能,比如电磁波发射的功能,而且每一个通讯模块还具备中转站和路由功能,使得通讯模块可以接力传递,当模块通讯的协议标准统一之后,遍布全球的通讯模块实际上将全世界的设备都联通起来,数据交换无处不在。

    (9)武器模块,尽管这是一个可能造成危害的模块,但终究会被发明出来,基于何种原理还未知,或许是激光,或许是别的原理;

    (10)复制模块,繁殖功能对于模块的自动修复非常重要,否则损耗率过高,经济上划不来,但是还取决于人类当时的经济模式,市场经济下发明这些模块的企业未必会花心思让用户自己制造新模块,这样会减少利润,但是只要有需求,还是有可能加入模块复制功能,但更有可能的是仍然由更高级别的专门模块来生产各种功能特化的模块,考虑到生物体器官的发育是基于体细胞的功能特化,所以有可能采用类似dna控制的方式来生产各类模块本身,这将是模块化时代的新一个阶段。尽管未来家庭工厂可能会具备组装生产大多数产品(比如电视机、汽车、飞船、卫星、牙刷、桌子、房屋等)的能力,但仍然无法制造模块本身,模块本身的生产大多数仍然会垄断在各种各样的模块厂商手里,但个人越来越有能力单独设计或改进各类新的功能模块,虽然在机器时代,人类依然无法达到上帝通过设计dna来设计生命的程度,但终有一天,人类会将自己的模块精细化到dna这样的程度,人类最终会发现,原来dna、蛋白质、糖类、氨基酸等是最好的模块生产工具,那一天,也就是人类开始制造生命的开始,各种工具型生物终究会遍布世界。

    (11)自毁模块,任何一个模块都有必要设计自毁功能,这些自毁最好是破坏其核心功能,但是不做物理上的破坏,最好是能够利用超声波、共振、高温或低温等原理来自毁,这样方便使用远程设备大规模摧毁或下达自毁指令。

    (12)回收模块,这可以制造一些类似小鸡啄米的自动机器来回首报废的模块,报废的模块会停止发射某种信号,于是会被纳入回收名单,这些不知疲倦的回收模块有可能形成比废品收购站更有前途的产业:)

    既然通用模块可以组装成任何设备,人类文明的进步在很大程度上就在于不断发展新的微模块单元,这实际上类似于46亿年前的原始海洋中出现的数十种不同功能的氨基酸,这些氨基酸可以转换成不同的蛋白质,为生命的进化提供基础,所以这些微型模块的不断发展,最终会导致机器生态系统的诞生,那时候,另一种文明就诞生了,一个网络上的虚拟病毒甚至可以导致一种有害模块微单元的不断繁殖和自动组装,最终会对现实世界产生危害。

    我觉得,这篇文章终于打通了我以前所设想的工具型生物与机器生物进化过程的障碍,如果我要写一篇关于人类文明如何演化到机器文明再演化回生物文明的详细过程,可以自圆其说了。

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我的微信视频号:“forcode的vlog”,我当做大号朋友圈在用。

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本文首发微信号:forcode奇想录

未来新技术与新趋势的种种可能……

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