在去年2月份的TED（Technology, Entertainment, Design: 技术、娱乐与设计）大会上，，麻省理工学院建筑系自装配实验室主任梯比茨（Skylar Tibbits）展示了一种技术，即采用3-D打印机印制出线状的复合材料，将其放进水里，它就会按照设计好的程式成形。梯比茨演示了两个实例，一个线状复合材料最后变成了MIT即麻省理工学院的英文缩写，另外一个则形成了类似于正方形的阶梯结构。
梯比茨将他们开发的技术称为4-D打印，即在传统的3维空间打印技术上增加了一个时间维度。科学家和工程师们设想，通过这种技术，未来人们可以铺设完全不同于今天的市政管线，自来水管可以随着需求的增长自动调整口径大小，发生事故破损的话，也可以自动修复，用不着像今天的城市那样，随处可见马路上“开膛破肚”，补丁一个接一个惨不忍睹。
人们正在努力开发这种新技术所需要的材料和相关的编程控制技术，一旦取得突破，现在需要几十万上百万部件、耗费好几年时间才能建成的高楼大厦，将来或许可以只要将事先合成并建模的材料运至现场，它们会按照人们的指令，在很短的时间内自动地“生长”成为功能齐全、可以入住的摩天大厦。
还有人在想象用这种技术，创造与今天的空间站建设完全不同的模式。现在人们需要在地球上设计制造空间站所需要的各种仪器和构件，分批发射后在轨道上进行复杂的组装工作，或者在出了问题时出舱排除故障。只要看过去年获得奥斯卡7个奖项的大片“地心引力”，就会知道那是多么危险的工作。如果4-D打印技术走向成熟，人们就可以在地面制造好可以自行组装甚至变换功能的紧凑的部件，升空后它们会按照设计好的程序生成各种仪器、生活舱和储存室等，在需要的时候，甚至可以把太阳能接收器转换为进行宇宙探索的抛物面天线。
这项新技术其实已经不算“新”了。不但梯比茨早在2011年就已经在另外一次TED大会上做过介绍，而且其他大学、科研机构和高科技公司也在这一领域投入了相当大的人力物力。上个月的《科学美国人》（Scientific American）杂志就刊登了一篇弗吉尼亚理工大学关键技术与应用科学系（Institute of Critical Technology and Applied Science）研究副教授坎贝尔（Thomas A. Campbell）与梯比茨等人合写的一篇文章，题目就叫作“可编程的世界”（The Programmable World），文章列举了迄今为止在4-D技术上的进展和对未来的展望。
弗吉尼亚理工的科学家们将一种特殊的合金丝和印刷电路通过3-D打印合成为一种兼容结构，印制完成之后，通过外部触发，可以改变该结构的形状，未来可以用于制造机器人、自组装家具甚至建造房屋。他们还在4-D打印技术中采用多功能的纳米材料，制成后可以在外部电磁波的刺激下改变性状，例如他们用包含纳米材料打印出来的该校标识，在可见光或紫外线照射下会改变颜色。这种材料在医学上可能有特殊的用途，例如在极端的条件下监测病人的血压、胰岛素水平或其他医疗所需要的指标。
就在本文撰写的时候，美国麻省一家名为“神经系统”（Nervous System）的设计工作室发布了一款利用类似技术制作的连衣裙，由数千“布”片连接而成，在成型之前只有产品的15%大小，而且穿上之后，可以适应定制者的身材变化。谷歌公司在推广安卓手机的时候，曾经请该公司制作吸引顾客的酷眩小礼品，他们就用3-D打印又快又好地做出了可以像折纸一样折叠起来的手镯，效果奇佳。该公司的3-D/4-D连衣裙造价为3000美元，目前尚未上市，不过人们可以预见越来越多的类似产品会在我们的生活中出现。
和任何一种新的科技发明创造一样，4-D打印技术也会面临许多挑战。由于它具有信息技术的基本特征，所以今天人们常常听说甚至自己成为受害者的网络黑客攻击，对4-D技术制作的高档产品可能带来实实在在的灾难。乘过飞机的大都看到过飞机机翼上有几块可以伸缩或打开放下的副翼，它们用来帮助飞机起飞时提高升力或在降落时减速，如果采用4-D技术制造，就不但可以省掉笨重复杂的机电操纵装置，而且可以提高飞行效率。但是想象一下这样一架飞机遭到攻击，恐怖分子使用的不是导弹，而是发布了黑客攻击的指令，正在飞行中的飞机机翼突然变形，它没有在空中爆炸，而是直愣愣地掉落地面！
因此坎贝尔和梯比茨等4-D技术的开创者们，现在就开始提醒大家，特别是行业标准的制定者和政治家们，要未雨绸缪，在这项新技术发展尚未进入大规模实用阶段的时候，就采取必要的措施，尽可能地降低未来的风险。
