蘭德公司分析增材制造（AM）技術(shù)對2040年環(huán)境安全影響需采取應(yīng)對措施

5月9日，蘭德公司發(fā)布《2040年增材制造：強(qiáng)大的使能技術(shù)與破壞性威脅》報(bào)告，分析了增材制造（AM）技術(shù)對2040年環(huán)境安全的重要影響。報(bào)告指出，在AM技術(shù)成熟發(fā)展并與人工智能（AI）技術(shù)進(jìn)行整合后，AM可能會(huì)降低雇傭率、改變發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家的力量平衡并重塑全球貿(mào)易。AM在對社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來挑戰(zhàn)的同時(shí)，也會(huì)造成新型安全威脅。

1 未來發(fā)展趨勢

目前，AM已應(yīng)用于傳統(tǒng)行業(yè)，改變了部分生產(chǎn)慣例并形成了新的業(yè)務(wù)模式。全球范圍內(nèi)的許多國家和地區(qū)包括美國、德國、中國、印度、南非、***與伊朗等已經(jīng)采用AM技術(shù)。
①同時(shí)打印多種材料。未來，新型打印機(jī)能夠同時(shí)打印多種材料，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜、復(fù)合材料物體的快速打印。科學(xué)家還將進(jìn)一步研究人體組織器官的打印。
②自我復(fù)制能力。相關(guān)機(jī)構(gòu)已研制出能自我復(fù)制幾乎全部部件的打印機(jī)。目前，雖然并非所有的零件都能通過AM生產(chǎn)，但是在電子部件和發(fā)動(dòng)機(jī)的國產(chǎn)化方面已經(jīng)取得顯著進(jìn)步。自我復(fù)制能力將極大增強(qiáng)AM的可用性，擴(kuò)展其打印的產(chǎn)品種類，不僅可在叢林中打印用于救命的醫(yī)療設(shè)備，還能打印出不受國家或其他監(jiān)管機(jī)構(gòu)監(jiān)控的武器。
③打印大型物體及縮放打印能力。AM機(jī)器或?qū)⒋蛴∑渥陨聿考目s小版本，從而可使更小型打印機(jī)具有更精確地打印能力，打印分辨率可達(dá)0.01毫米。
④材料本地化生產(chǎn)趨勢。研究人員正在研究如何利用當(dāng)?shù)卦匣蚩裳h(huán)使用的原料來大幅降低打印成本。隨著越來越多的物體可利用本地采辦的材料進(jìn)行制造，未來的打印模式對當(dāng)前供應(yīng)鏈的依賴程度會(huì)更低。
⑤對各個(gè)行業(yè)的影響程度。雖然最近幾年AM在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)明顯擴(kuò)大，但是各行業(yè)受影響的程度不完全相同，其中傳統(tǒng)制造/汽車/材料行業(yè)、健康醫(yī)療、運(yùn)輸業(yè)以及航空航天等領(lǐng)域受到的影響較大。

2 未來安全威脅

①極大地增加物理攻擊威脅。隨著武器打印的門檻降低，物理攻擊威脅將極大增長。
②可能遭受廣泛的網(wǎng)絡(luò)攻擊。2017年發(fā)生的小規(guī)模、非國家行為體網(wǎng)絡(luò)攻擊行動(dòng)是典型的非動(dòng)能事件。通過訪問打印機(jī)，黑客能夠復(fù)制自主研制干擾技術(shù)并破壞監(jiān)視活動(dòng)，從而進(jìn)一步加劇網(wǎng)絡(luò)破壞威脅。如果黑客通過入侵打印機(jī)和破壞數(shù)字設(shè)計(jì)給關(guān)鍵零件造成損害，這種攻擊造成的后果就會(huì)超出數(shù)字空間并更加模糊動(dòng)能威脅和非動(dòng)能威脅之間的界限。
③破壞經(jīng)濟(jì)和國際秩序。通過制造高度定制的復(fù)雜產(chǎn)品，AM有可能顛覆傳統(tǒng)規(guī)模經(jīng)濟(jì)。盡管目前尚不清楚未來將通過增材制造生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量及類型，但是AM機(jī)器的增加、原材料快速獲取能力、數(shù)字計(jì)劃的自由流動(dòng)，再加上自動(dòng)化和AI技術(shù)的發(fā)展，可能會(huì)從根本上改變?nèi)蚪?jīng)濟(jì)、國際安全以及社會(huì)組織結(jié)構(gòu)。

3 應(yīng)對措施

①采取措施預(yù)防威脅。硬件層面，國內(nèi)監(jiān)管部門應(yīng)通過背景核實(shí)和其他限制性舉措來限制打印機(jī)的采購。零售層面，管控舉措包括防止AM向暴力極端組織的擴(kuò)散。報(bào)告認(rèn)為，預(yù)防威脅最有效的方式是以高度針對性的方式進(jìn)行原料管控。此外，警方和情報(bào)機(jī)構(gòu)還必須加強(qiáng)監(jiān)管網(wǎng)上殺傷性物品交易行為。
②減少對抗威脅的成本。軟件方面，可要求對新型或更先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行打印機(jī)網(wǎng)上注冊。執(zhí)法機(jī)構(gòu)可利用AM軟件等網(wǎng)絡(luò)手段來積極破壞潛在攻擊或限制其破壞性影響。至于AM未來可能引發(fā)的經(jīng)濟(jì)混亂，報(bào)告認(rèn)為應(yīng)制定新型培訓(xùn)和教育戰(zhàn)略，為各個(gè)行業(yè)未來的技能需求做準(zhǔn)備。
③開發(fā)歸因和追責(zé)技術(shù)。在發(fā)生與AM相關(guān)的攻擊后，執(zhí)法機(jī)構(gòu)需要找到責(zé)任人，追究其責(zé)任。因此需要研發(fā)歸因和追責(zé)技術(shù)，如監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)可要求打印機(jī)對其產(chǎn)品進(jìn)行ID編碼，這樣可使歸因更為容易。