De personal computer die vandaag op bijna elk bureau staat, is het resultaat van een lange geschiedenis. De voorloper ervan, het mainframe, zou niet eens in een doorsneehuiskamer passen. Alle onderdelen die nu in miniatuurvorm in een compacte behuizing zitten, waren tot 30 jaar geleden aparte machines die met elkaar verbonden werden. De reusachtige apparaten waren peperduur en konden alleen door een team van experts bediend worden. Vandaag is de rekenkracht van computers gepersonaliseerd. Een enkeling heeft nu meer computerkracht ter beschikking dan het team experts uit die tijd.
...

De personal computer die vandaag op bijna elk bureau staat, is het resultaat van een lange geschiedenis. De voorloper ervan, het mainframe, zou niet eens in een doorsneehuiskamer passen. Alle onderdelen die nu in miniatuurvorm in een compacte behuizing zitten, waren tot 30 jaar geleden aparte machines die met elkaar verbonden werden. De reusachtige apparaten waren peperduur en konden alleen door een team van experts bediend worden. Vandaag is de rekenkracht van computers gepersonaliseerd. Een enkeling heeft nu meer computerkracht ter beschikking dan het team experts uit die tijd. Neil Gershenfeld, directeur van het Center for Bits and Atoms aan het Amerikaanse Massachusetts Institute of Technology (MIT), voorspelt dat hetzelfde zal gebeuren met werktuigmachines - de soms huizenhoge industriële apparaten die in fabrieken producten en apparaten vervaardigen. Ook zij zullen evolueren tot personal fabricators, desktopfabriekjes. De ontwikkeling van een product kan nu enkel gebeuren door een team van designers, ingenieurs, operators, marketingmensen en managers. Straks kan iedereen zelf thuis elk mogelijk gebruiksvoorwerp fabriceren. Gershenfeld doet zijn verhaal uit de doeken in een boek dat in april op de Amerikaanse markt verschijnt: Fab: The Coming Revolution On Your Desktop û from Personal Computers To Personal Fabrication. Maar de Amerikaanse professor is geen theoreticus. Zijn verdienste bestaat erin dat hij het al lang bestaande idee van de universele machine ( zie kaderstuk) voor het eerst in praktijk brengt. Om zijn voorspelling kracht bij te zetten, ontwikkelde hij aan het MIT een voorloper van de desktopfabriek, de fab lab. Alle onderdelen die ooit een onderdeel van een machine moesten worden, ontwikkelde hij apart. Gershenfeld verbond drie computers met een aantal commer- cieel verkrijgbare snijwerktuigen en een freesmachine, en ontwierp software om het geheel te besturen. Te verkrijgen vanaf 20.000 euro. In principe kun je er alles mee maken. Met de eenvoudigste computergestuurde snijmachines, een mes op een beweegbare arm, kun je niet alleen plastic snijden maar ook koper. Ideaal voor het vervaardigen van elektronische circuits, antennes of bedrading. Duurdere snijwerktuigen maken gebruik van lasers of een supersonische waterstroom. Ze gaan, afhankelijk van hun kracht, overal doorheen: dikke platen staal, aluminium, steen, glas of keramiek. Freesmachines hebben een boorkop en kunnen als enige tot op een nauwkeurig gecontroleerde diepte snijden. De gebruiksvoorwerpen die de studenten van Gershenfeld sinds 1999 met behulp van de fab lab in elkaar knutselden, zijn steevast het resultaat van een erg persoonlijk verlangen. Meejin Yoon fabriceerde een kledingstuk dat andere mensen afschrikt als ze te dicht in de buurt komen. De drager kan de jurk zo instellen dat vanaf een bepaalde afstand pianosnaren door middel van motoren en bewegingssensoren in actie moeten komen. Shelly Levy-Tzedek geraakte dan weer nooit op tijd uit haar bed en krikte daarom het IQ van haar wekker op: het luide alarm kan enkel worden afgezet door een behendigheidsspelletje te spelen. Sinds 2002 laat Gershenfeld ook fab labs opzetten in landelijke gebieden in India, Ghana en Costa Rica. Daar gaat het om meer elementaire noden, zoals meetinstrumenten om de kwaliteit van melk of rijst te controleren, of zonnepanelen om energie op te wekken. Met de export van zijn fab labs naar ontwikkelingslanden mag Gershenfeld gerust een pionier worden genoemd. Dat is wellicht de ultieme vorm van duurzame ontwikkelingshulp: zelf spreekt hij van open-source hardware. Het is de bedoeling om mettertijd onderdelen van de fab labs te vervangen door onderdelen die in de fab labs gemaakt zijn. De technologie kan zich dus verder verspreiden. Uit de zeer uiteenlopende toepassingen in de Verenigde Staten en in ontwikkelingslanden blijkt duidelijk de kracht van de fab labs: er kunnen lokaal oplossingen worden bedacht voor plaatselijke of persoonlijke problemen. De producten worden gefabriceerd door de mensen die ze zullen gebruiken. Dat is in onze hoogtechnologische samenleving vandaag onmogelijk. In feite grijpen de fab labs terug naar de tijd van de ambachten, voordat de industriële revolutie de mens vervreemdde van het product van zijn arbeid. Gershenfeld beschrijft doorheen zijn boek hoe ook ervaren ingenieurs zich vol kinderlijk enthousiasme op zijn 'speelgoed' storten. De fab labs van Gershenfeld zijn niet de enige voorboden van een desktopfabriek. Ook de ontwikkeling van driedimensionale printers is in een stroomversnelling terechtgekomen. Die machines hanteren een techniek die tegengesteld is aan de industriële snij- en freeswerktuigen die in de fab labs gebruikt worden. In plaats van een object uit een groter geheel uit te snijden, bouwen ze het laag per laag op. In de plaats van teksten of foto's, drukken deze printers voorwerpen af. Driedimensionale printers kwamen eind jaren tachtig op de markt en worden gebruikt voor het maken van prototypes van nieuw ontworpen producten of verpakkingen. Zo kunnen ontwerpers fouten opsporen alvorens duurdere productiemethoden in te zetten. De systemen maken gebruik van een laser die een polymeer (plastic) of poeder in een beweegbare schuif hard maakt. Als een laag van het voorwerp af is, laat de machine de schuif wat zakken en wordt de volgende laag gemaakt. De technieken zijn intussen zo verfijnd dat ze prototypes kunnen afprinten met beweegbare mechanische onderdelen, in alle mogelijke kleuren. Driedimensionale laserprinters kosten nog altijd een paar honderdduizend euro, maar sinds enkele jaren zijn er ook machines op de markt die gebruik maken van een veel goedkopere technologie: het inktpatroon dat we kennen uit onze gewone, tweedimensionale printers. Uit de kleine gaatjes van die inktpatronen spuit echter geen inkt, maar een bouwmateriaal. Die driedimensionale inkjetprinters worden steeds kleiner, sneller, veelzijdiger en goedkoper. De instapmodellen hebben momenteel de afmetingen van een kantoorkopieermachine en kosten ongeveer 20.000 euro, de prijs van een fab lab. Die inkjetprinters bieden niet dezelfde kwaliteit als de veel duurdere 3D-laserprinters, maar als ze de erg concurrerende markt van de consumentenelektronica betreden, zal de techniek snel evolueren. Een driedimensionale printer is echter nog geen desktopfabriek. Daarvoor moeten de machines ook structurele en functionele materialen kunnen afdrukken. Zelfs de duurste driedimensionale printers kunnen alleen maar voorwerpen in plastic printen, goedkope modellen produceren een materiaal dat meer weg heeft van plaaster. Daar bouw je geen duurzame gebruiksgoederen mee. De machines zouden ook geen elektronica kunnen afdrukken, en dus ook geen functionele toestellen. Met alleen de behuizing van een gsm ben je niets. De technologie van het inktpatroon blijkt evenwel meer potentieel te hebben dan gedacht. In onderzoekslaboratoria werd het principe intussen met vele andere materialen gedemonstreerd, zelfs staal en titanium. Ook het afdrukken van elektronica blijkt mogelijk te zijn. De moleculaire elektronica, waarbij logische circuits louter uit plastic bestaan, is in volle ontwikkeling. Begin 2003 toonden onderzoekers aan dat je met die plastic producten en een driedimensionale printer volledig geassembleerde elektrische en elektronische gadgets kunt afdrukken. De truc is om laag per laag geleidende en halfgeleidende polymeren te printen zodat het elektronische circuit als een deel van de behuizing wordt opgebouwd. Met elektroactieve polymeren kunnen ook drukknoppen en displays worden gemaakt. Kortom, alles wat nodig is voor de productie van een elektronisch apparaat. De capaciteiten van werktuigmachines zouden dus ook op een heel andere manier naar een desktopfabriek kunnen worden vertaald. Een fab lab of een computer met een driedimensionale printer volstaat op zichzelf niet om een gebruiksvoorwerp te fabriceren. Je hebt ook een digitaal ontwerp en grondstoffen nodig. Het ontwerp kun je, net zoals een ingenieur of de studenten aan het MIT, zelf maken met CAD-software. Je kunt ook een driedimensionale scanner gebruiken. Die toestellen heb je momenteel voor ongeveer 25.000 euro, al zijn er ook veel duurdere modellen. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt voor het scannen van geboetseerde personages in animatiefilms. In combinatie met een driedimensionale printer kun je dus een voorwerp of een onderdeel ervan boetseren in klei, scannen en vervolgens in plastic laten afdrukken. Ook wie niet creatief is of wil zijn, kan naar hartelust voor producent spelen. Met een driedimensionale scanner kun je niet alleen je eigen creaties, maar ook commerciële voorwerpen kopiëren. En als straks één handige Harry zijn CAD-ontwerp voor een broodrooster, een gsm of een mp3-speler op het internet zet, beginnen enkele minuten later duizenden desktopfabrieken broodroosters, gsm's en mp3-spelers te vervaardigen. Via een druk op de knop. Het al jaren aanslepende vraagstuk van het kopiëren van digitale muziek, film en media dreigt straks dus ook voor gewone gebruiksvoorwerpen te gelden. Producenten van consumentengoederen die digitale modellen van hun producten te koop aanbieden op hun website of op een schijfje, zullen af te rekenen krijgen met piraterij. Er is echter een belangrijk verschil met muziek of film. Wie een gedownloade broodrooster of telefoon wil afdrukken, heeft niet alleen tijd, maar ook grondstoffen nodig. In tegenstelling tot een digitaal muziekbestand zijn een broodrooster of een telefoon producten met een vanzelfsprekende economische waarde. Er wordt op zijn minst een hoop materie geleverd, een aantal atomen die hoe dan ook schaars zijn. Hoe meer broodroosters een fabrikant verkoopt, hoe meer grondstoffen hij zal moeten aankopen. Een digitaal bestand moet daarentegen maar één keer worden gefabriceerd en kan daarna een oneindig aantal keren verkocht worden. Als je bijvoorbeeld een muzieknummer koopt bij iTunes, maak je alleen maar een kopie van een bestand dat daar op een van de computers staat. Bij iTunes verdwijnt er niets. Nullen en enen kosten niets, ze zijn eindeloos te vermenigvuldigen. De schaarste wordt kunstmatig in stand gehouden, door wetgeving en kopieerbeveiliging. In de fab labs in ontwikkelingslanden zijn grondstoffen een belangrijk probleem. Het is er niet eenvoudig om voldoende hoogwaardig afvalmateriaal te vinden. Bij driedimensionale printers horen dan weer dure inktpatronen, zodat het zelf afdrukken van een voorwerp wellicht altijd duurder zal uitvallen dan het kopen ervan. Door Kris De DeckerDe fab labs keren terug naar de tijd voordat de industriële revolutie de mens vervreemdde van het product van zijn arbeid.