你有没有想过把钟表和激光联系在一起？在你想象的时候，法国EPFL的工程师已经将这一设想投入实践。成立于1755年的传统制表商江诗丹顿（Vacheron Constantin）于2016年开始，携手EPFL Galaatea实验室的工程师，试图将钟表雕刻的工艺带入21世纪，让工匠们能够使用激光而不是雕刻机、剪刀或切割机来雕刻腕表水晶。江诗丹顿工程与创新项目经理保罗·贝尔图西Paul Bertusi表示：＂我们希望在我们已经磨炼超过265年的传统方法中融入创新。”
项目领头人是伊夫·贝鲁阿夫Yves Bellouard，他在EPFL担任历峰教席并领导Galatea实验室。该项目在他加入EPFL并成立Galatea实验室后不久后展开，以研究激光如何与材料相互作用以及在微观工程中的潜在应用。Bellouard团队使用了啁啾脉冲放大（CPA）技术，这项技术的发明者曾在2018年获得诺贝尔物理学奖。Bellouard说：＂在此之前，想要在材料内部工作是不可能的。我与历峰集团（于1996年收购江诗丹顿）讨论了我们到底要如何将这项技术与工艺技术结合起来，应用于腕表雕刻。”
就此，在这个项目中工作的不同人员开始了艰难的尝试和学习。雕刻师必须习惯于使用高科技工具，并在此过程中帮助改进系统；而工程师则必须戴上工匠的帽子，找到恢复物理联系和阻力感的方法。Bellouard对此补充道：＂使用激光，你就会失去机械连接，这对工匠而言是个很大的问题。因为他们依靠触觉工作，而失去机械连接导致他们只能看到自己的工作，而没有触觉反馈，所以我们必须以虚拟的方式重新创建这种反馈。＂
关键：“移植”触感
在江诗丹顿工作了12年的雕刻师Emmanuelle Maridat认为这是一个很好的想法。她很高兴有机会从新的维度上来看待自己的工作。但激光雕刻本就是一项复杂的工作：需要在虚拟空间中控制手部动作，只用一束微小的光和一支数码笔在水晶内部深处蚀出线条，这并不容易，更何况是肉眼无法看到的细小线条。研究小组为此尝试了几种不同的观察设备：先是双目设备，然后是电脑屏幕，最后他们决定使用虚拟现实头盔。但该头盔仍需进一步调整。
玛丽达特发现最大的困难是在她移动笔时没有任何物理阻力：＂因为我的工作需要在金属中作业，将一些金属蚀掉以设计。这关乎看到的东西和感知到的形状，还有触摸它们时与材料产生的相互作用，以及在切割机上感受到的阻力。有了激光后，我就没有这些感觉了，我失去了方向。＂她说。
因此，Galatea的工程师们联系了Force Dimension，这是一家EPFL的子公司，主要开发手术机器人技术，但也涉及精密制表。Force Dimension的专家们设计了一种设备，再现了Maridat所缺乏的物理阻力。他们创造了一种连接在机械臂上的数字笔，利用触觉技术让用户在虚拟雕刻材料时有一种触感。Force Dimension联合创始人Francois Conti说：＂程序员将所需动作的力度和位置数据输入机器，然后机器会将其重现在机械臂上。这样一来，工匠们就能获得合适的阻力，就像他们真的在触摸物体一样。＂
贝尔图西（Bertusi）说：＂能够以3D方式架构腕表水晶，在一块水晶的任何地方作业，并在水晶中创造真正的3D雕塑为我们带来了极其有趣的可能性。”据悉，该项目尚未结束，到底会以什么样的最终形式呈现，让我们拭目以待。
关于Galatea实验室
Galatea实验室探索利用激光局部定制材料特性的新模式。目标是在材料中 ＂写入 ＂功能，将其转化为复杂的组件，并最终形成自己的系统。研究围绕着三个主要集群展开：理解激光与物质的相互作用现象，研究基于3D直接写入激光方法的新制造工艺，以及最后，找到基于单一单片的多尺度系统的新概念。Galatea实验室由历峰国际公司赞助。
