兰德公司分析增材制造（AM）技术对2040年环境安全影响需采取应对措施

5月9日，兰德公司发布《2040年增材制造：强大的使能技术与破坏性威胁》报告，分析了增材制造（AM）技术对2040年环境安全的重要影响。报告指出，在AM技术成熟发展并与人工智能（AI）技术进行整合后，AM可能会降低雇佣率、改变发达国家和发展中国家的力量平衡并重塑全球贸易。AM在对社会经济带来挑战的同时，也会造成新型安全威胁。

1 未来发展趋势

目前，AM已应用于传统行业，改变了部分生产惯例并形成了新的业务模式。全球范围内的许多国家和地区包括美国、德国、中国、印度、南非、***与伊朗等已经采用AM技术。
①同时打印多种材料。未来，新型打印机能够同时打印多种材料，实现各种复杂、复合材料物体的快速打印。科学家还将进一步研究人体组织器官的打印。
②自我复制能力。相关机构已研制出能自我复制几乎全部部件的打印机。目前，虽然并非所有的零件都能通过AM生产，但是在电子部件和发动机的国产化方面已经取得显著进步。自我复制能力将极大增强AM的可用性，扩展其打印的产品种类，不仅可在丛林中打印用于救命的医疗设备，还能打印出不受国家或其他监管机构监控的武器。
③打印大型物体及缩放打印能力。AM机器或将打印其自身部件的缩小版本，从而可使更小型打印机具有更精确地打印能力，打印分辨率可达0.01毫米。
④材料本地化生产趋势。研究人员正在研究如何利用当地原料或可循环使用的原料来大幅降低打印成本。随着越来越多的物体可利用本地采办的材料进行制造，未来的打印模式对当前供应链的依赖程度会更低。
⑤对各个行业的影响程度。虽然最近几年AM在各个领域的应用已经明显扩大，但是各行业受影响的程度不完全相同，其中传统制造/汽车/材料行业、健康医疗、运输业以及航空航天等领域受到的影响较大。

2 未来安全威胁

①极大地增加物理攻击威胁。随着武器打印的门槛降低，物理攻击威胁将极大增长。
②可能遭受广泛的网络攻击。2017年发生的小规模、非国家行为体网络攻击行动是典型的非动能事件。通过访问打印机，黑客能够复制自主研制干扰技术并破坏监视活动，从而进一步加剧网络破坏威胁。如果黑客通过入侵打印机和破坏数字设计给关键零件造成损害，这种攻击造成的后果就会超出数字空间并更加模糊动能威胁和非动能威胁之间的界限。
③破坏经济和国际秩序。通过制造高度定制的复杂产品，AM有可能颠覆传统规模经济。尽管目前尚不清楚未来将通过增材制造生产产品的数量及类型，但是AM机器的增加、原材料快速获取能力、数字计划的自由流动，再加上自动化和AI技术的发展，可能会从根本上改变全球经济、国际安全以及社会组织结构。

3 应对措施

①采取措施预防威胁。硬件层面，国内监管部门应通过背景核实和其他限制性举措来限制打印机的采购。零售层面，管控举措包括防止AM向暴力极端组织的扩散。报告认为，预防威胁最有效的方式是以高度针对性的方式进行原料管控。此外，警方和情报机构还必须加强监管网上杀伤性物品交易行为。
②减少对抗威胁的成本。软件方面，可要求对新型或更先进的设备进行打印机网上注册。执法机构可利用AM软件等网络手段来积极破坏潜在攻击或限制其破坏性影响。至于AM未来可能引发的经济混乱，报告认为应制定新型培训和教育战略，为各个行业未来的技能需求做准备。
③开发归因和追责技术。在发生与AM相关的攻击后，执法机构需要找到责任人，追究其责任。因此需要研发归因和追责技术，如监管标准可要求打印机对其产品进行ID编码，这样可使归因更为容易。