MIT教授用3个Grok智能体在一小时内完成建模并打印零件

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News Editor
2026-09-06 09:23:10
MIT工程系教授 Markus Buehler 将 4 张彼此无关的参考照片和一个断裂力学问题交给 3 个 Grok Bot 处理。约 20 分钟后,系统从零写出可运行的二维分层梁网络模拟器 HIER-FRACTURE v1.0.0,并完成 47 次仿真。随后,3D 打印智能体通过 Bambu Studio 连接名为 Leonas3DP 的打印机,在不到一小时内打印出 2 个塑料件,总重 19.48 克。Buehler称,这次流程绕开了以往依赖百万美元级自动化实验室的门槛。

MIT 工程系教授 Markus Buehler 把 4 张彼此没有直接关联的照片,以及一个关于断裂力学的问题,交给了 3 个 Grok Bot。一个多小时后,他桌上的 3D 打印机打印出 2 个塑料件,总重量 19.48 克。

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从照片到零件,这套流程由 3 个智能体接力完成:识别图像中的结构特征,提取可迁移的设计规律,从零编写物理模拟器,完成 47 次仿真实验,导出模型文件,切片,并把任务发送给打印机。

Buehler 在帖子中写道,这次实验让人不禁发问:我们是不是已经活在未来了。

3 个 Grok Bot 的分工来自 xAI 早期测试版

实际执行任务的是 3 个 Grok Bot,分别承担不同角色。

  • 幕僚长(Chief of Staff):负责项目调度,不直接产出研究结果,主要监看另外两个 Bot 的进度,把结果拉回主对话,在不同 Bot 之间传递文件,并推动流程持续进行。
  • 物理实验智能体(Physics Experimenter):负责读图、写模拟器、运行实验、分析结果,并最终提交一份 LaTeX 格式的科研报告。
  • 3D 打印智能体(3D Printing Bot):负责备料、切片、生成制造代码、发送任务以及监看打印机。

这套分工并不是 Buehler 临时设定的。8 月 11 日,xAI 推出了 Grok Bot 早期测试版。按照官方介绍,每个 Bot 都配有独立的云端电脑,可以像人一样登录账号、打开网页并在图形界面中执行任务。多个 Bot 也可以并行工作,并由一个幕僚长角色在上层进行统筹。

xAI 介绍的内部用法中,工程 Bot 可以在产品界面内复现 Bug、创建工单,再把修复任务交给调试 Bot。官方同时提出,完成 90% 和完成 100% 之间存在本质差别,多数 AI 只能把流程推进到“差不多”的位置,剩下最后一段仍要由人补完,而 Grok Bot 想覆盖的正是这部分工作。

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20 分钟内搭起一个可运行的力学实验平台

Buehler 给出的输入只有两部分:4 张参考照片,以及一个研究问题。

这 4 张图分别呈现出不同结构特征:一张羽状叶脉图,一张类似 Voronoi 图的网眼结构,一张随机排布的纤维格子,以及一张同时带有辐射和环向特征的蜘蛛网。它们的尺度不同、对象不同,彼此没有对齐,也不是现成的工程图纸。

照片之外,他提出的问题是:在材料总量固定的前提下,层级深度、冗余度、无序度和层间强度,会怎样改变刚度、峰值载荷、能量吸收,以及从“脆性断裂”到“渐进破坏”的转变。

换句话说,这个问题要追问的是,自然界中那些又轻又结实的结构,像叶脉、蛛网、骨骼,其层层嵌套的层级结构,究竟在哪个环节真正发挥了作用。

Buehler 没有告诉智能体应当如何建模,也没有指定要使用什么软件。他只给出一个目标:从这 4 张图里推测出可迁移的设计原则,并据此搭建一个用于研究断裂现象的实验平台。

大约 20 分钟后,一个可交互的二维分层 Euler-Bernoulli 梁网络实验室运行起来。这个系统没有调用现成的力学仿真软件,而是从零写出一个模拟器,并将其命名为 HIER-FRACTURE v1.0.0。

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在正式研究前,这个模拟器先完成了 9 项自检,耗时 220 毫秒,9 项全部通过。通过自检后,系统开始进入实验阶段。这个平台一端连接仿真流程,另一端连接 3D 打印设备,仿真结束后可以直接导出用于打印的模型文件。

47 次仿真后,AI 否定了自己预设的假设

接下来,系统共进行了 47 次仿真实验,其中 6 次被留作测试集,没有参与前期调参,只在最后用于验证结论是否成立。

实验结果显示,在材料总量固定的情况下,不同结构之间的刚度差异并不大,最大差距约为 20%。但在抗冲击和能量吸收表现上,优劣结构之间可以拉开数倍差距。

按文中的解释,问题的关键在于材料分配。越多材料用于补充细结构,主梁就会越细。层级更深的网络,很多时候反而不如简单的单层格子耐冲击。

与此同时,那些较弱的连接位置在破坏过程中又会表现出类似保险丝的作用。它们优先断裂,把冲击分散开,让整个结构的失效模式从“一下子崩掉”转向“逐步破坏”。

更关键的是,系统在实验前曾为自己设定一个假设 H2:额外层级之所以带来负面效果,主要问题出在层与层之间的连接处过于薄弱,限制了整体结构表现。

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47 次实验结束后,这个假设被系统自己推翻。它给出的结论是,真正的原因不是单纯的层间连接薄弱,而是材料总量固定时,新增一层结构就必须从其他部分抽走材料。

在这套流程里,AI 不只是执行预设步骤,还否定了流程内预设的解释,并标明原因。按原文的说法,这个动作比单纯的跑分更接近科研工作本身。

3D 打印 Bot 通过图形界面把模型送进打印机

当优选设计被交给 3D 打印 Bot 后,流程进入制造环节。

幕僚长先按照断裂功对 47 次运行结果进行排序,选出 2 个设计导出模型文件,并统一放大 50 倍。随后,3D 打印 Bot 打开切片软件 Bambu Studio,连接名为 Leonas3DP 的打印机,把 2 个模型放进同一块底板,设置参数后完成切片并发送任务,同时通过实时摄像头监控打印过程。

不到一小时,2 个零件完成打印。

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这里的重点在于,Grok Bot 并没有直接驱动打印机电机,也没有通过专用接口调用设备,而是像人一样操作软件图形界面,用鼠标点击完成制造流程。

原文认为,这可能是整件事里最关键的一步。过去讨论 AI 进入物理世界时,通常默认需要机械臂、具身系统,或者一整套新硬件协议。这次采取的是另一条路径:现代制造流程本身已经大量迁移到软件中,图形界面就是现成入口。

文章把这一点概括为:只要会点击鼠标,就等于长出了手。

自动化科学过去十几年最难处理的环节之一,是驱动问题。不同仪器有不同接口,如果要让 AI 操作,往往要么改装设备,要么上机械臂。文中举例称,利物浦大学的机器人化学家曾在 8 天里完成约 700 次实验,但依赖的是机械臂路线,以及一间起步成本为百万美元级的自动化实验室。

与之相比,这次 Grok Bot 走的是第三种路线:不改装仪器,不使用机械臂,而是直接操作人类已经在日常使用的软件界面。按照文中的说法,只要设备有图形界面,它就已经具备接口,CNC、示波器、显微镜控制台等设备理论上都可以被纳入这类流程。

对比之下,一边是百万美元级自动化实验室,另一边是一台价格 1749 美元、可以在电商平台直接下单的桌面级 3D 打印机,成本结构因此发生变化。

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人仍在流程之内,提出问题并决定任务边界

整个任务由 Buehler 发起。4 张参考图片由他挑选,科学问题也由他设定。xAI 官方也说明,Bot 在遇到需要批准的环节时,会返回让人做决定。

换言之,这套设计并没有让人完全退出流程。

Buehler 本人是 MIT Jerry McAfee 工程讲席教授,同时任教于机械工程以及土木与环境工程领域,研究方向覆盖 AI、断裂力学、层级材料和增材制造。文中提到,他发表过 800 多篇论文,是美国国家工程院院士,也是 2025 年华盛顿奖得主。

因此,这次展示并不是普通用户的一次随手试验,而是该领域研究者在自身专业场景内进行的一次压力测试。

Buehler 过去也做过类似工作。2024 年,他曾发表 MechAgents 研究,让多个智能体分工协作解决力学问题,并让它们相互校验。那篇论文同样记录过失误:智能体一度取错应力分量,后来在人类提示下才修正。

这也说明,多智能体能解决分工问题,但并不自动等于结果可靠。

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从报告和代码走向实物制造

按原文梳理,这次变化并不主要体现在“更聪明”上,而在于智能体第一次沿着现成的软件入口,把结果推进到实物制造。

过去几年,所谓“AI 科学家”的展示大多停留在报告、代码、图表和仿真结果这些数字产物上。它们可以完成分析,但缺少直接作用于现实设备的“手”。

而现代制造业的大量基础设施——CAD、切片器、机床控制台——本来就建立在软件之上,并且都提供了图形界面。它们原本服务的是人工操作。

如今,这些界面开始被一种不会疲劳的操作员接管。Buehler 此次用 3 个 Grok Bot 跑通的,正是从图像启发、结构建模、仿真研究,到切片制造和打印落地的完整链路。

参考资料为 Markus Buehler 在 X 平台发布的帖子,链接为 https://x.com/ProfBuehlerMIT/status/2091108225806454802 。本文原始来源注明来自微信公众号“新智元”,编辑为元宇。

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