來源：知識自動化

　　你可能小瞧服裝了。未來的纖維將具備智能纖維的特點，芯片將像紡織一樣縫制在服裝裏，形成電子服裝

　　文丨林雪萍

　　如果美國人學會縫衣服了，全球制造業就真反轉了。

　　根據麥肯錫2019年的報告估算，全球服裝業務的價值大約在1.7至2.5萬億美元之間。這意味服裝產業接近全球汽車3萬億美元，而遠遠超過了芯片6000億美元的產值。

　　當國內上下同熱、壓倒性地關注芯片卡脖子問題的時候，其實忽略了服裝業才是中國制造最重要的基本盤。從2001年中國加入WTO到現在，紡織服裝業也是中國最賺錢的行業之一。根據紡織協會的數據，在2018年之前中國外貿順差中有75%是來自這個行業。

　　那些對服裝行業產生放任甚至輕視態度的人們，可能並不太真切了解這個古老的行業對於中國這樣一個大國的價值。

　　人們總是認爲服裝是一個低價值低技術的行業。這種認識來自一個流傳已久的古板印象。相比芯片、汽車等高度自動化產業而言，這個龐大行業的確是非常手工化的。盡管紡織廠的出現和縫紉機的發明，使得服裝業是工業化的急先鋒。但是，它在此後的百余年發展中卻是步履蹣跚。織物的制造高度依賴人工，然而這樣看上去低技術的行業，對於不發達國家的發展，卻是至關重要的。這正是歐美日放棄的行業。大量非自動化環節，使得服裝業一直被排除在發達國家的保留產業清單之中。

　　美國很早就开始將這種勞動強度很大的產業轉移到國外。而勞動力成本高昂的美國和歐盟，成爲了全球最大的服裝進口國，根據《2021年世界貿易統計評論》，美國和歐盟每年支出都超過1300億美元。目前在美國購买的服裝中，可能只有2%是美國制造的。

　　中國是服裝制造大王，但這幾年越南、緬甸、墨西哥都在搶奪這門生意。有些人會抱着無所謂的態度，認爲服裝制造就是遊牧產業，就是合該在全球勞動力窪地轉悠。如果考慮到中國地區產業呈現厚薄不勻的“千層餅”形態，這樣的產業對中國依然是有吸引力的。更不要說，服裝行業也有很多高技術成分。上海長勝科技的冷轉印的無水印染技術，正在成爲東麗、耐克和阿迪達斯爭搶的對象。

　　最近兩年，又有新的國家开始對這塊市場虎視眈眈。這一次是美國，試圖重新撿回這門古老的制造業。

　　自動縫制的進展

　　服裝行業對於機器人而言，最大的難點在於面料的柔軟性，對於機械手而言很難把握。大多數織物都很容易彎曲，這意味着縫紉過程中大多數織物需要不斷的校正，才能確保對齊。對於人手而言，這是最簡單的活兒。但對機器人而言，這種觸覺最難掌握。

　　傳統上剛性精密工業自動化的夾具與不可預測的柔性織物之間，有着天生的界面接觸的矛盾。剛性與柔性的貼合是最難的。行業一直試圖通過制造復雜的機器人系統來克服織物加工的復雜性，如柔性機械手、視覺系統、夾持器等。這條路並不順利，而且每更換衣服和工序，就需要調整夾具和軟件。

　　於是，美國縫衣服的機器人一直在躍躍欲試。2012年就出現的Softwear自動化公司，奮力开發自動縫衣服的機器。後來還有Sewbo公司也加入進來。由於人工智能大發展的時候，傳感器也在助力機器人手指變得更加敏感。這兩家公司最近兩年都有不俗的進展，正在一點點啃噬那些難點。

　　跟Softwear公司專注於縫制機器和傳感器的改進不同，Sewbo反其道而行之。它並沒有把機器人做得像織物一樣復雜，而是把織物做得像金屬片一樣簡單。Sewbo採用了一種水溶性熱塑性的無毒聚合物，可以暫時使織物變硬。聚合物可以像紙板一樣，被縫制其中。這樣，現有的工業機器人就可以像處理硬紙板一樣，自由裁剪“制作”服裝。完成之後，使用普通熱水洗滌成品服裝，就可以去除硬化劑，留下縫合嚴密的柔軟服裝。

　　服裝裝配的每一步都被整合成一長串的個人動作，由人類和機器人完成。縫制褲子是一個復雜的過程，涉及60道不同的工序。一條牛仔短褲則需要40步。而在一條牛仔褲上縫制胯部褲襠也是一項復雜的工作，一名工人要花上幾個月才能掌握。今天牛仔褲的縫制，只有四分之一的工作自動化。

　　Sewbo創始人認爲，至少還有三分之一的工序可以實現自動化。而剩下的部分，就要人和機器人共同完成，協作機器人將會繼續大放異彩。就這樣，人工智能、3D打印和聚合物技術，在一個非常不可能的行業中得到了結合。水溶性的熱塑性聚合物，物體姿態估計，加上先進控制，這種跨界的組合，有可能在未來十年裏，通過機器人來重塑美國的服裝制造業。

　　那個時候，美國服裝縫制，將會有巨大的競爭力。

　　或者服裝自動化的轉折點，真的已經到了。深圳速英科技和深圳梭芯智能，是中國在服裝制造機器人領域的兩家重要企業。而德國人也想把服裝制造帶回歐洲本土。將生產轉移到更靠近銷售市場的地方，已經是全球化的必然趨勢。機器人紡織品制造商確信，如果依靠機器人技術，歐洲紡織品生產商與來自低成本國家的競爭對手相比，也有一定勝算的機會。

　　在通常的服裝生產中，大約40%的勞動力成本都是在縫紉前加褲袋或衣領這樣簡單的操作中發生的。這種體力勞動對人類僱員來說是單調的，對公司來說也不經濟，特別是在歐洲的高工資國家。沒有數字化和自動化等現代技術，這種生產是不可能的。

　　而現在，歐洲的時尚公司C&A正在與萊茵應用科學大學、北威州紡織學院、亞琛工業大學和初創公司如機器人紡織品進行合作。KUKA的小型機器人和專門設計的夾持器，自動從按尺寸裁剪的布料堆中取出織物層，並將它們逐個送入下一個生產步驟。德國也在積極努力跟上服裝業自動化的潮流。

　　大工程組織下的創新交匯

　　美國兩個縫制機器人的公司，並不是孤單在作战。它背後是美國制造的大系統的補給。

　　美國國防部其實並不僅僅忙於制造武器，而且也是將服裝制造搬回美國的熱心擁抱者。根據法律，美國軍服必須在美國境內生產。軍裝市場也是巨大的，目前市場超過20多億美元，這是美國縫制機器人技術的最先進的試驗場。然而，這並不是國防部的全部價值。美國國防部所起到的另外的組織連接作用，則被悄悄地忽略了。

　　從大學實驗室到企業商業化的這段中間地帶，是創新最容易夭折的地方。這被稱爲“創新死亡峽谷”。中國產學研總是讓人覺得乏力，是因爲絕大部分科技成果都倒在這片死亡峽谷裏。這其實也是全球科技轉化所碰到的難題。

　　爲了解決創新死亡谷，美國在2014年就創立了第一個3D打印創新研究院，並在此後三年，創立了15個創新研究院。這些研究院分別由美國能源部、商務部和國防部所主導。國防部佔據了多半，位於匹茲堡的先進制造機器人ARM研究院，正是國防部所主導。而ARM研究院，對縫制機器人情有獨鐘。

　　2023年，ARM機器人研究院資助了11個項目，機器人3D服裝縫紉是其中之一。跟往常一樣，國防部以甲方身份，介入了項目的評審。項目旨在通過在三維空間中自動化縫紉來增強人類操作員與服裝組裝相關的常見行爲，如拾取、對齊和縫制等具有復雜三維形狀的工件，進一步鞏固原有的機器人縫紉技術。該系統將邊緣AI計算引入物體姿態的估計，而將高級控制用於三維縫紉。這些縫紉，進一步而言就會應用於航空航天的柔性材料縫制上。波音、洛克希德馬丁已經在這裏等候。

　　在這裏，西門子自動化公司是最重要的玩家，它試圖將柔性自動化引入到服裝行業中去，這是一個對未來藍海市場的投資。西門子自動化技術，已經助力美國縫制機器人公司完成T恤底部的圓形自動縫合。機器人縫制軍服褲子的口袋，已經完全自動化。而且，工廠還可以自動編程，讓雙手機器人從一堆衣服中拿起一件衣服，動態讀取其形狀，然後將其插入自動底部卷邊機。

　　牛仔褲李維斯、小型軍服制造商藍水防務公司等，都是這個創新項目的參與者。引人注目的是，這個項目裏居然還有一家越南牛仔褲制造商Saitex，它在美國也設立子公司。這一點讓人很喫驚，在面向未來的全球化再分工的過程中，越南比任何時候都更有自信地抓住了全新的機會。

　　最重要的主角當然是機器人。Sewbo縫制機器人公司，在多年參與美國ARM先進制造創新院的項目之後，已經成爲機器人縫紉的關鍵供應商。

　　這背後都是美國軍方的影子。除了ARM之外，還有一家先進功能纖維AFFOA創新院，也在推動美國縫制機器人的項目。這同樣也是由美國國防部所支持的研究院。這家創新院沒有設立在紡織專業最強的北卡大學，而是放到了麻省理工學院。這意味着在美國軍方眼裏，未來的紡織行業將更多擁有電子屬性，而非傳統紡織業的特點。

　　未來的纖維將具備智能纖維的特點，芯片將像紡織一樣縫制在服裝裏，形成電子服裝。每個背包，每件衣服，本身就是一個通訊和能源的載體。這正是先進功能纖維AFFOA創新院的研究方向之一。而先進功能纖維AFFOA研究院，跟先進機器人ARM研究院，則很早就开始交叉合作，共同研究縫制自動化的問題。Sewbo讓面料變得像紙板一樣的熱塑料技術，也正是在AFFOA的資助下所开發的。

　　奇思妙想有很多。如萊斯大學，正在試圖把紡織品變成氣動計算機，將紡織品的舒適性與傳感器和電子設備的功能相結合。它的動力來自空氣的流動，織物結構則構造成跟電腦一樣的0和1電路門進行邏輯判斷。而大小約爲一平方英寸的執行器小閥門，則被層壓到紡織品中，就像一個扣子一樣，洗滌也毫無影響。這意味着這些電子服裝將成爲一個可控制電路的執行器，進行意圖識別和驅動控制。這對殘疾人尤其重要。當你要舉手的時候，服裝就會自動識別意圖，幫助你擡起手臂。

　　服裝行業，搖身一變成爲一個令人激動的創新擂台之地。

　　Softwear自動化公司是來自佐治亞理工大學先進技術中心所孵化的項目，但它同樣得到了美國國防部的支持。美國國防部高級研發局DARPA，非常傾心於這個項目。同樣意外的是，全球最大的零售公司沃爾瑪也是它的早期天使投資者。而Seobo的創始人則根本不是自動化出身，而是一個經濟學教授。

　　服裝制造業是一個過去沒有太多創新的經濟部門。而ARM創新研究院，則讓美國少數不多的縫紉機公司亨德森、自動化公司西門子、初創機器人Sewbo公司進行聯合开發的物體。牛仔褲李維斯是時尚服裝的機器人縫制測試場，而美國軍服提供商藍水防務公司也成爲整個創新鏈條的終極一環。

　　然而，美國創新院的投入並不多。機器人3D縫紉的項目，政府出資加上1：1的配捐也就是800萬元人民幣的樣子。這是一個值得國內深思的現象，國內經常會抱怨課題經費都是撒胡椒面。但從美國制造創新研究院的做法來看，它們就是撒胡椒面搞創新。它的特點，就是花小錢辦大事。創新，源自大工程組織所釋放的活力。

　　與其說，美國國防部是一個大金主，不如說它是一個大工程的組織協調者。它在精心調動各種組織之間的活力，釋放所展現的能力，體現了一個大工程組織所需要擁有的系統性。它將分散的、有着不同利益訴求的各個企業擰成了一股繩。它對組織化反（組織之間的化學反應）的貢獻，遠遠超過了它所提供的有限資金。

　　不是只有芯片重要

　　自2018年以來，美國先進機器人ARM創新院，已經完成了六個項目，顯著提高了機器人縫紉的技術水平。而縫制機器人，也在像嬰兒的成長一樣，迎風長大。

　　當人們把熱切的目標，盯着波士頓機器人每年都在炫酷地長本領的時候，美國縫制機器人也在變得越來越成熟。甚至可以說，波士頓大狗其實並沒有縫制機器人那么實用，後者已經开始進行越來越復雜的操作，如布料的姿態識別、縫邊、織物熔合、口袋設置和彎曲縫合等。

　　像李維斯這樣的商業公司，像藍水防務這樣的國防部軍服供應商，以及像亨德森縫紉機公司，像Softwear和Sewbo的縫制機器人公司，都在共同將自動縫制能力整合到他們的流程和產品中。如果沒有美國國防部的串接，如果沒有美國機器人和纖維創新中心的技術支持，這一切，都不可能發生。

　　這些創新交叉網絡，給致力於縫制機器人的Sewbo和Softwear帶來了巨大的創新養分。這樣下去，自動縫衣服這事情，遲早會被美國機器人啃下來。而美國國防部熱心於縫衣服，就是爲了重新改寫傳統制造業。服裝制造的機器人和自動化的進步，使得美國保持供應鏈的安全性和連續性。一旦突破，它甚至可能以反向輸出的姿態，重塑全球制造業格局。

　　彼時，中國制造的基本盤會受到巨大的侵蝕。很顯然，中國也需要在優勢行業用創新工藝重新加固。制造無低端，民生無小事。國內創新中心也很多，不知道大家是否能看得上縫衣服這樣的事情。制造並非只有卡脖子一個視角，芯片攻堅很重要，傳統制造攻堅也不可缺。創新視角和資金的支持，哪裏都需要。制造並不適合熱火朝天的百米衝刺的激動場面，很多時候更需要馬拉松般的理性的安靜。

　　當美國野心勃勃地試圖顛覆這個萬億美元市場的時候，不知道支撐起萬億美元市場的中國制造，是否已經聽到了大洋彼岸越來越響的縫紉機的聲音。

　　這一次，縫紉機旁邊沒有人。

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責任編輯：郝欣煜

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標題：你想造芯片，美國人爲何卻想縫衣服了

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