证据：Science上PK美国Carbon的“容积3D打印技术”的10个抄袭质疑点

2019年2月。南极熊介绍了来自Science的“容积3D打印”论文，其3D打印速度比美国carbon的CLIP技术还要快。此后收到国内相关专利发明人吴翔针对这篇论文涉嫌抄袭的揭发。当时南极熊已经把涉及事端的文献进行列举（详见《《Science》革命性高速“容积3D打印技术”，被中国人质疑抄袭自己专利》）。
△Science的“容积3D打印”技术思路效果图：在一个装着光敏树脂的杯子，使用投影仪进行照射，杯子旋转，里面就3D打印出来一座思想者雕像。

△吴翔使用早在2015年申请的“采用投影运算和反投影方法的成像和成型方法”专利，做出来的实际打印效果：在口红内部，3D打印了一个螺旋。

2019年3月，吴翔向南极熊表示，他正在向美国的学术诚信办公室（前提是涉案论文获美国政府资助）、Science期刊、伯克利大学、美国劳伦斯利佛摩国家实验室，逐个提交举报信。详细列出对比。作为公共事件，这些内容也向公众宣布。以期多方团体相互监督，杜绝暗中评审。

涉案论文能够被看作两个部分，一部分与吴翔的专利重叠，另一部分似乎是专利文献中未有写到的，然而却是实际生产中早已运用的现有知识和技术。造成论文能够通过Science评审以及造成新闻报道轰动效应的内容，就是吴翔的在先发明内容。

下文来自吴翔的论述整理，他一一列举了Science“容积3D打印技术”的10个抄袭质疑点。

质疑点
专利的摘要及说明书中多处已经包含：
方法类似于计算机断层成像（CT）技术中投影数据采集和反投影重建方法。计算机断层成像（CT）技术完成的是现实对象的投影数据采集和数字化的断层图像重建，将实物转化到虚拟数据。[本发明]用投影运算取代投影数据采集，用现实的反投影方法取代数字化的反投影重建方法，将虚拟数据转化到实物或实像。
（关于摘要原文中没有“本发明”三个字，是因为初审员行使职权，为申请人删掉的）
The method is similar to a projection data collection and back projection reconstruction method in the computed tomography (CT) technology. The achievement of the computed tomography (CT) technology is the projection data collection of real objects and reconstruction of digitized tomographic images, so as to convert the real objects into virtual data. Projection data collection is replaced with projection operation, the digitized back projection reconstruction method is replaced with the real back projection method, so as to convert virtual data into real objects or real images.

涉案论文后来包含：
Our process was inspired by the image reconstruction procedures of Computed Tomography (CT)...
我们的处理受到计算机断层扫描（CT）图像重建过程的启发……
CAL is a physical implemenation of the back-projection algorithm used in CT reconstruction...
CAL是CT重建中反投影算法的物理实现……
（CAL是论文中自定义的名字，代指作者认为他们开发的方法。论文包括了叙述CT技术中物理投影数据采集的虚拟实现。）

以上，已经是最外围的简短陈述。对于已知技术术语的同领域技术人员，只见摘要文字就能看出发明方法的最重要部分。然而，涉案论文确实与发明专利重叠了。


质疑点
专利的说明书已经包含：
现有涉及光固化的快速成型技术有 SLA技术、 DLP技术。它们都以逐层曝光， 层层叠加的方法实现快速成型。本发明使用光，但不限于光固化。本发明实现多层同时曝光，也能用作逐层曝光。
The existing rapid prototyping technologies involving light curing include SLA technology and DLP technology. They all realize rapid prototyping by exposing layer by layer and stacking layer by layer. The present invention uses light, but is not limited to light curing. The invention realizes multi-layer simultaneous exposure and can also be used as layer-by-layer exposure.

涉案论文后来包含：
Current AM processes create 3D geometries through repeated one- or two-deimensional unit operations. Such layer-by-layer approaches limit throughput, degrade surface quality, constrain geometric capabilities, increase post-processing requirments, and may cause anisotropy of mechanical performance. A manufacturing technique capable of simultaneously fabricting all points within an arbitrary three-dimensional geometry would provide a different strategy to address these issues and complement existing AM methods.
当前的增材制造流程通过重复的一维或二维单元操作创建三维几何图形。这种逐层的方法会限制吞吐量，降低表面质量，限制几何性能，增加后处理要求，并可能导致机械性能的各向异性。一种能够同时制造任意三维几何中所有点的制造技术（指论文的CAL技术）将提供一种不同的策略来解决这些问题并补充现有的增材制造方法。

质疑点
专利的说明书已经包含：
当光固化树脂的某一局部吸收光超过阈值吋，这一局部出现固化。整体上，固化区域的形状与虚拟三维物体的形状对应。实现了从虚拟数据转化到实物。
When a part of the light-cured resin absorbs light beyond the threshold, this part solidifies. On the whole, the shape of the solidified region corresponds to the shape of the virtual three-dimensional object. It realizes the transformation from virtual data to physical objects.


涉案论文后来包含：
We developed a method, Computed Axial Lithography(CAL), that allowed us to synthesize arbitrary geometries volumetrically through photopolymeriazation.
我们开发了一种方法，即计算轴向光刻（CAL），它允许我们通过光聚合以体积方式合成任意几何图形。
The CAL manufacturing system we developed selectively solidifies a photosensitive liquid within a contained volume.
我们开发的CAL制造系统可选择性地将光敏液体固化在一定体积内。

质疑点
专利的说明书已经包含：
出于计算方法提供的便利，能够形成一个扇形区域的数据，也能够形成一个锥形区域（锥形区域含柱形区域和扇形区域）的数据。在很多位置放置"虚拟光源"，收集很多方向扇形区域或锥形区域的数据。收集 的方向既能够遍布全周角，也能够遍布全空间角。扇形区域、锥形区域包含二 维图形图像、三维物体。这些扇形区域或锥形区域的数据就是投影运算结果。
根据投影运算得到的各个方向的投影值调制光束。把调制后的光束投射到成型物质。实际空间中每一条光束与虚拟空间中计算结果表示的光束一一对应。
（句中的“很多”不明确，这个问题点已经提交修改，改为“多于一个”。在此，认真的熊友请帮忙找其它缺陷。）
Due to the calculation method, the data of a sectoral region can be formed, and the data of a pyramidal region (pyramidal region contains columnar region and sectoral region) can also be formed. Place a "virtual light source" in many locations to collect data from sector or pyramid regions in many directions. The direction of collection can be distributed in the whole circumference angle, can also in the whole space angle. Sector region or pyramid region contain two-dimensional graphics or three-dimensional objects. The data of these sectors or pyramidals are the result of projection operation.

The beam is modulated according to the projection values of each direction obtained by projection operation. The modulated beam is projected into the forming material. Each beam in real space corresponds to the beam in virtual space.

涉案论文后来包含：
We delivered light energy to the material volume as a set of two-dimensional images. Each image projection propagates through the material from a different angle. The superposition of exposures from multiple angles results in a three-dimensional energy dose sufficient to solidify the material in the desired geometry.
我们把光能以一组二维图像的形式传递给材料体。每个图像投影从不同的角度通过材质。从多个角度叠加曝光会产生三维能量剂量，足以使材料凝固在所需的几何形状中。

质疑点
专利说明书已经包含：
把光固化树脂盛放于壁面光滑的透明圆玻璃杯中，置于旋转台上。杯中心与旋转中心重合。利用投影仪，将光水平投射到玻璃杯中。
The light-cured resin is placed in a transparent round glass cup with smooth wall and on a rotating table. The center of the cup coincides with the center of rotation. The projector is used to project light horizontally into the cup.
投影图案受计算机控制，并且与旋转同步。投影图案即是运算得出的锥形区域的数据。
The projection pattern is controlled by computer and synchronized with rotation. The projection pattern is the data of the pyramidal region obtained by operation.


涉案论文后来包含：

We designed a physical system in order to fabricate 3D parts. We  used a digital video projector to output our computed intensity-modualted projections, which we time-sequenced to the rotatin rate of the uncured photopolymer precursor material.
我们设计了一个物理系统来制作三维零件。我们使用数字视频投影机输出我们计算的强度调制投影，我们按照吻合旋转速率的时间顺序将其输出到未固化的光敏材料。

质疑点
专利说明书已经包含：
在反投影方法中将要提到滤波运算和加权运算。虽然计算机断层成像（CT) 技术的滤波运算容易被划分到反投影方法中，但是本发明的滤波运算和加权运算需在计算部件中进行，属于投影运算的可选运算。
The filtering and weighting operations will be mentioned in the back projection method. Although the filtering operation of computed tomography (CT) technology can be easily divided into back-projection methods, the filtering operation and weighting operation of the present invention need to be carried out in the computing unit and belong to the optional operation of projection operation.

涉案论文后来包含：
In other words, back-projecting the analytical inverse of the exponential Radon exactly produced the target geometry. We expressed the inverse through the filtered back-projection formula.
也就是说，将指数Radon的解析逆反投影回来，就得到了目标的几何形状。我们通过滤波反投影公式来表示这个逆运算。

质疑点
对于论文中的第一个“重大”的公式（1），按照论文标注的字母含义如下。公式采用极坐标系统，原点在旋转中心。

涉案论文把目标物体看作按照z轴分层。每一层里，所有点都将被遍历到。当前被计算的r点将会固化或者保持液态，由阈值函数I{}指示。吸收的光能超过一定量Dc就会变成固体。吸收光能的系数与树脂吸收光的系数alpha成正比，与装置旋转的速度ohm成反比。总的吸收是绕着圆周做了完整的一圈叠加出来的。每个角度的微小区间内，来自一幅画面的投射光线照在树脂上。一幅画面意味着z轴方向的各层都已包含在内。

请看，只要把公式和注解的字母抹去（保留常说的z轴），就是照搬发明方法的又一次不完整的再次陈述：

涉案论文把目标物体看作按照z轴分层。每一层里，所有点都将被遍历到。当前被计算的点将会固化或者保持液态，由阈值函数指示。吸收的光能超过一定量就会变成固体。吸收光能的系数与树脂吸收光的系数成正比，与装置旋转的速度成反比。总的吸收是绕着圆周做了完整的一圈叠加出来的。每个角度的微小区间内，来自一幅画面的投射光线照在树脂上。一幅画面意味着z轴方向的各层都已包含在内。

质疑点
涉案论文所述的加入了傅里叶变换的运算，属于CT领域的滤波反投影运算，是诸多滤波反投影算法的基本内容，已是课本知识，没有创新点。在各国学术文献数据库（包括专利数据库）中检索 filtered back-projection, Fourier transform, CT 等等关键字。可见一大堆专攻滤波反投影算法的创新。发明的创新点包括把滤波反投影用在3D打印。涉案论文后来复制了前述创新点。

质疑点
一个普遍应用于3D视觉行业的渲染算法Ray Tracing（光线追踪）。一个简化版不强调折射反射的算法Ray Casting（光线投影）。两种算法均能做到发明所需的图像效果。

以光线追踪为例子，人通过平面显示器观察虚拟场景。显示器上每一像素点，对应了从像素点到观察点的光线。假想这束光线反向延伸回到虚拟场景中去。光线曾经经过场景中的物体反射、折射、吸收、增强等等改变，最终延伸到虚拟光源。在每条光路上的所有参数（应用中考虑有限的几个主要参数）均获得后，就能计算每个像素点的颜色值/亮度值。虚拟光线的发出点在虚拟场景中，经过平面显示器成为了实际光线为人所见。
在发明的3D打印方法中，真实场景需要一个投影光源。这个投影光源能够投射图像。这个图像就是从虚拟场景中运算得来的。它反映了光线被虚拟物体吸收掉的能量。同时还参考了光线经过介质的折射效果。这个图像完全地等效于经过以下运算然后黑白反转的图像。

把投影光源替换为观察点，光线从无穷远的均匀平面出发，穿过虚拟物体被吸收，最终到达显示平面留下图像。或者把投影光源替换为均匀光源，光线从均匀光源出发，穿过虚拟物体被吸收，最终到达显示平面留下图像。

值得一提，不同于常见渲染方法的面绘制，这里应用了体绘制。体绘制也是现有技术方法。涉案论文的生成图像的方法，其实就是光线追踪/光线投影的根本方法。早已产业应用。

质疑点
专利说明书已经包含：
还可以不采用透明圆玻璃杯，而在光照区域内提供一个旋转柄。光照的同时向旋转柄浇淋光固化树脂。
It can also provide a rotating handle in the illuminated region instead of using a transparent round glass. At the same time, the light curing resin is poured on the rotating handle.
为了适合半透明的成型物质以及避开已成型部分的遮挡，在投影运算中加入加权运算，再将投影运算结果用于快速成型。
In order to be suitable for translucent forming materials and avoid the occlusion of formed parts, weighted operation is added to the projection operation, and then the projection results are used for rapid prototyping.

涉案论文后来包含：
CAL is well suited for printing material around a complex, pre-existing 3D structure.
CAL非常适合在复杂的、预先存在的3D结构周围打印材料。
We synthesized a polymeric handle onto a metal screwdriver shaft to demonstratie this ability to synthesize a custom geometry onto an existing mass-manufactured part.
我们在一个金属螺丝刀轴上合成了一个聚合物手柄，以证明在现有的批量生产零件上合成自定义几何图形的能力。

涉案论文拆解了浇淋动作和旋转柄，把旋转柄泡在容器中。论文认为解决了包围中心遮挡物3D打印的问题。仍然是专利文献明确记载的部分。


另外，细心的熊友也看出来，特殊情况下，在360度圆周内每一对相差180度的投影画面正好是左右翻转的，因此计算和存储中能够省略这些数据量，也能够省略一部分光照。专利的修改中提到这些内容也比涉案论文早。有关专利修改不允许超范围的问题，不是此次抄袭案关心的问题。最原始文档已经有过记载“投向成型物质的光束可以布满全周角或全空间角，也可以未布满全周角或全空间角”。

暂时，容易发现的质疑点就有十个。

对于创造性部分，就应当用合法渠道保护知识产权。Science若对此事无动于衷甚至偏袒，则Science就违背自己的学术宗旨。

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另外，一些读者针对吴翔是否能够做出实物抱有怀疑。吴翔是这么说的：

我们个人制做原型机，应用的材料简单，却不是潜在发展企业推卸责任的理由。应该由大企业继续优化这个创新发明。我们自己做的，是利用笔记本电脑、办公投影仪和电子爱好者常见的单片机加步进电机等等零件组装出来的。你瞧，这么多年，没有一家看得起这项发明。突然就被老外抄袭了吧。我们申请专利天经地义，创意部分才是必要技术特征。能够说，现在任何人复制一台用于研究都很容易。这部分是公开的。有研究单位和企业加入就是好事了。专利不限制研究。发个视频，你看了你也会。

吴翔制作的视频

• https://v.qq.com/x/page/y0844hevw83.html
• https://v.qq.com/x/page/t0844jebxao.html