缝合怪,NO! 缝合工程,YES!

"前段时间受到shadow和博文的邀请，先后在mixlab和川美做了一个简单的小分享，希望我能够说说关于我在做一些有趣的事情和想法，也是接着这个机会，也是把好久没有整理的东西稍微整理了整理。"

缘由

不知道大家一开始看到这个标题第一反应是什么。其实我的第一反应，就是这个“缝合怪”的变身场景。

来自鹿模拟器

这个荒诞、无厘头的拼凑组合，第一次看到的时候，给我带来了极大的精神冲击。实际上这种“缝合怪”在各种影视剧、游戏作品中都以不同的形式，时有出现。最广为人知的，也当数科幻小说始祖《科学怪人》中的弗兰肯斯坦的怪物，小说中的主人公通过在坟场中精细挑选挖掘尸块，以专业知识判断还能使用哪部分，再将之拼成人型，通过电击赋予他生命。

弗兰肯斯坦的怪物剧照

而实际的“缝合怪”也是类似的。下面是magicleaps在2015年发布的他们最早的AR眼镜的原型机。可以看到暴露着的大型电路板，硕大厚重的镜片，以及毫不掩饰的热熔胶的痕迹。其实很容易发现，这个原型，很可能就是各种物件上的拆解再组合，所以才有了这个“缝合怪”模样。

magicleaps早期原型

不过就算是这个看上去很夸张的“缝合怪”，还是点燃了当时的人们对于增强现实的无尽想象。

其实我第一眼看到这个的时候，感觉还是非常亲切的，因为一直以来，我就在捣鼓的各种各样的“缝合怪”，也是如此，我也慢慢的萌生出了“缝合工程”的概念。

什么是缝合工程

简单的定义一下，缝合工程就是对现有的组件，进行挑选、拆解再组合，从而达成新目标的方法。

软硬件的缝合过程

对于整个的缝合过程，一般来说是如此处理的：首先是需要确认核心问题，然后就是就是从核心的问题出发，拆分出所需要的功能模块，再挨个对功能模块去寻找对应的解决方案，最后进行整体的缝合。

举个例子

举一个实际搭建自装配实验台的小例子，看一下是怎么操作的。自装配实验台在很早的时候有一期推送中详细说明过，这里就简要说一下实验台搭建过程中的缝合过程。

[毕设] 更大尺度下自装配规律探索-基于于乒乓球的气流无序装配实验

1.确认问题

首先，对于这个实验台，我需要的是搭建一个针对乒乓球的自装配实验，就是通过控制气流，把一堆球，自发的装配成特定的形状。所以简单的说，就是要科学的把一堆球吹成一坨。那么就需要思考如何去吹，如何科学的吹。

2.拆分模块

针对以上的问题，就是需要进行模块的拆分，首先如果要吹起乒乓球，那就需要一个 人造风场，如果要让乒乓球自发装配，那么就要进行元胞的设计；科学的吹球则是需要能对吹球进行干预、跟踪、模拟。

3.寻找方案

针对拆分出来的功能模块，那就是需要去寻找对应的解决方案了。

人造风场

直接选用无人机上的无刷电机以及对应的电调，通过PWM直接控制

元胞设计

通过３Ｄ打印模具胶粘磁铁，完成元胞的制作。

干预吹球的方式

通过动态控制风速的大小以及添加数控遮板，数控遮板直接为CNC上拆卸的步进电机以及控制器，搭建平面的结构，直接通过Gcode传递坐标点完成遮板的控制。

跟踪吹球的过程

调用opencv的颜色识别，通过对乒乓球的颜色追踪，得到热力图

模拟吹球的结果

通过对pythonocc编写脚本，完成对装配结果可能性模拟。

4.完成缝合

通过将上述的方案进行整合，完成实验台的搭建。

然而对于软件上的缝合，大家可能有一个更加广为人知的名字，就是workflow（工作流），我们之前的推送中也多次提到各种各样的工作流，例如从python到processing，从processing到gh，从gh到illustrator这种，而实质上就是针对不同的软件工作环境，通过开发对应的接口，完成数据的串流，从而实现目标。

而软件中的缝合并不像是硬件上物理的方式，而是需要通过各种数据接口进行串联，有时候还要对一些开源代码进行裁切再组合。

不过实际操作中也是硬件中类似，同样的也是先确认问题，再拆分模块，寻找对应方案，最终进行整体缝合打包。

缝合工程的核心思想与能力

针对前面说的一些，我们可以总结出缝合工程的核心思想，也就是方法。大致有2点。

模块化的解构，针对问题以一个个的功能模块进行拆分，把需求定义的明确。尽可能的不要造轮子，做基于最大可用模块级别的开发。什么是最大可用模块，就是能满足需求最直接的解决方案，就比如装配实验台中的数控遮板，直接是通过将CNC控制系统中拆分出来，并不需要去编写控制步进电机的算法，坐标系的表达等等等，这样是最为快捷与稳定。避免自己掉入重新造轮子的陷阱之中。

所以这也对能力提出了要求。首先就是需要有快速可信多维度的信息收集能力，比如通过网络，书籍，论文，专业的从业人士，去过滤无效信息 ，锁定核心问题，从而降低试错的成本。最有效的方式就是通过专业人士获得信息，而跨界社群，则是能够找到各个领域中专业人士最便捷的渠道。

另一方面就是需要有全方位的技术栈，这个是确保有足够的接口能力以及二次开发能力。面对全新问题的时候，这样才能快速的展开行动。

缝合工程的优势与劣势

总得说来，优劣也是非常的明显，优势首先是时效性非常好，可以在很短的时间内达成既定目标。同时灵活敏捷，可以非常方便的进行修改和变动，因为都是才众家所长，困难的部分都是已经被解决了，所以就是短期经济性高，能以较高的性价比完成原型的搭建。因为也是完成了整个功能模块的拆分，那么就有了清晰的道路认识，这个对后续的发展至关重要。

劣势则是因为是“缝合”方案，所以整体来说稳定性差，且批量成本高，部署困难。因为无论是硬件还是软件，那些被“缝合”的组件并不是天生在一起的，可能就会面临了着各种复杂的环境以及困难集成方案，这样对于批量部署来说，都是很大的障碍以及挑战，这些都会体现在成本上，同时“缝合工程”最大的劣势是风险来自于外部，自身缺乏完整的控制力，对于用于缝合的组件，可能会面临着失去维护以及供货，也会面临着被竞争对手的快速复制的可能性，难以建立壁垒。

不过，万事开头难，缝合工程的目的并不是说打造一个完美的产品，而是通过快速的“缝合”，多快好省的摸清道路，验证想法，从而指导后续的决策。能够到这，我觉得这个缝合也是完成了应有的使命了吧。

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