图片来源：反思机器人公司
关于智带地区，我们已经听到过很多，读到过很多，诸如贝茨维尔、埃因霍温，如此种种，不一而足。尽管如此，在我们踏上这段旅程时，坦白地说，脑海中仍是关于锈带的刻板印象。我们所期待的，是一睹工业遗址的残垣断壁，是驱车驶过衰败坍圮的街区，是路遇疲于奔命的民众，至于一杯美酒、一顿佳肴带来的愉悦享受，在这里只是奢望。
共享并非典型的组织行为。那么对于那些将精力与资源倾注于创造新知识的个人或企业来说，是什么迫使其与他人共享其成果？有一个原因是显而易见的：必要性。共享是完成智带标志性的大型复杂项目的不二法门。相互依存的关系要求合作者彼此开诚布公。另一个原因则不甚明显：当一家企业的关注点高度集中时，其商业活动不会与合作伙伴有明显交集，因此知识共享不太可能会产生竞争威胁。
美人如今不仅已经醒来，而且比巫婆施咒前更加生机勃勃。醒来的美人着意培养起新的能力，特别是适应新环境、将其精力重新倾注于新活动领域的能力。在我们拜访过的智带中，有三个探索智力共享新概念的先驱。就隆德而言，20世纪80年代，爱立信的手提电话正是诞生于此地的易得用科技园中。当爱立信失去市场地位时，隆德也失去了重心。但该地区并未如先前一般再次陷入死寂。相反，隆德做出了调整，斥资3亿美元新建了一座粒子加速器，重新聚焦于新材料与制药领域。芬兰的奥卢也有相似的进展，这里的诺基亚也是苹果和三星智能手机成功背后的受害者。但企业家和当地政治家已经依托当地的无线技术专长，重新聚焦于可穿戴医疗设备。
如下表所列，“智能工厂”的外观与运作方式和传统工厂截然不同，表现在多个方面：设备、组织、流程、指标和心态。智能工厂高度自动化，并且通常是小型工厂。系统操作员、设计师和研究人员在此并肩工作。工厂的运营不再仅限于标准工作时间，而是全天候运营。客户订单、原材料、零部件供应商、生产、交付、维护全部由同一套信息系统掌控；尖端材料得以广泛应用，几乎没有废品废料；严密监控流程的每个部分，缺陷几乎完全被消除。与低成本相比，客户更需要的是量身定制、优良品质、交货快捷以及设计新颖。因此，产品采用定制设计的小批量生产而非大规模量产模式。智能工厂小巧而干净，可以安置于智带创新区的城市中心地带，负责运营工厂的技术人员和工程师乐于在此生活。
合作逐步发展，随着时间的推移及早期目标的实现，智带成员的自我意识越来越强，力图界定自己的身份及社会地位。随着合作日益普遍，参与者之间逐步加深了解，智带的成员在彼此之间建立起了信任，相信自己有能力接受更复杂、更艰巨的创新挑战。
在大企业内部，首席技术官是企业与学术界及其他商业组织，特别是创业公司进行合作的推动力量。他们所在的企业千差万别，如壳牌（Shell）、飞利浦（Philips）、阿斯麦（ASML）、福克（Fokker）、荷兰皇家帝斯曼集团（Royal DSM）、施乐（Xerox）等等。这些企业的负责人告诉我们，对他们及其企业来说，与大学和创业公司的合作，特别是在产品开发早期的合作，如今已成常规，甚至是理所当然的。以总部位于海尔伦（Heerlen，荷兰南部城市）的帝斯曼公司为例，该公司是新材料研发领域的翘楚，公司首席技术官马塞尔·维博茨（Marcel Wubbolts）告诉我们，帝斯曼长期以来一直致力于开发一种不依赖化石燃料的能源。他说：“仅凭一己之力开发第二代生物燃料，任务太复杂，成本太高。”5帝斯曼与一家名为波伊特（POET）的美国小公司进行合作，于2014年初在艾奥瓦州埃米茨堡（Emmetsburg）开设了第一家（使用玉米废料而非玉米）生物燃料工厂。是时，相比于技术研发，该镇的赌场倒是更为知名。6
然而，要发挥这一潜能尚需时日。人形机器人这样的创新需要共同标准和操作系统的发展以及特殊元件的创新。然而，即使存在这些难题，自动化仍在逐渐成为新常态，并且智带的实体正在引领这一发展。
——丹麦技术研究院
传统制造中，制造物品的方式多种多样，包括注塑成型、机械加工、激光切割、焊接等。3D打印机则是通过逐层堆叠材料，最终塑成一个无接缝、无薄弱点的三维实体。数字设计模型（CAD文件，即计算机辅助设计文件）向打印机指示每一层的准确形状，进而形成最终的物品。15
有趣的是，社区的力量往往在某种程度上源于对威胁的承认。以往的企业研究人员并不太担心外部的竞争力量，与此不同，智带的人们清楚这里曾经的遭遇，认识到他们可能还会再次受到威胁。阿克伦、埃因霍温、波特兰以及其他地方的居民犹记得那些过往的美好时光，但也没忘记随之而来的忧愁岁月。随着事态好转，智带开始崛起，它们认为自己可以恢复元气，接受新的挑战。
例如，在波特兰，俄勒冈健康与科学大学（OHSU）与芯片制造商英特尔就展开了合作研究项目，前者是公立的学术机构，而后者是完全营利性的实体，在波特兰地区拥有大量产业。该项目旨在分析俄勒冈健康与科学大学从世界各地收集到的大量癌症相关的病患数据。该校没有能力处理如此规模的“大数据”，也无意于培养这种能力。“大数据”一词是指庞大而复杂的数据集，这些数据通常是由不同来源产生的实时数据，因而不能用人脑或传统数据处理程序进行分析，而需要借助强大的数据处理能力、高级的分析方法、复杂的算法来产出专有的、可用的分析结果。英特尔并没有那种通常用于管理医学研究大数据的超级计算机，但它可以将多台计算机连接在一起，小批量处理俄勒冈健康与科学大学的数据，这种方式足以满足研究的需要。在这一特别的合作关系中，俄勒冈健康与科学大学将其存储的大量病患数据交付英特尔公司，作为回报，英特尔允许俄勒冈健康与科学大学进入其内部专属机房。二者都渴望进行合作，因为双方都需要对方的专长，而且全无陷入竞争之虞。除了上述实际的考量，对波特兰智带的自豪感和身份认同感、对主流价值观和规则的理解也是进行合作的原因。因此，合作的基石是商业的必要性和彼此间的信任。合作双方对于合作的立场非常坚定，毫不担心违约的可能性，以至在正式合约还没有敲定前，项目便已开始，这种情况在大宗技术交易中几乎闻所未闻。
然而，我们在智带发现的却是智能制造及相关技术，是智力共享，是智带正在创造的产品，还有当地的美食。尽管这里的转型还远未完成，并且转型过程中往往会出现失意者和悬殊的贫富差距，但是我们的所见所闻早已将脑海中的那些印象一扫而空。例如，单是与时任阿克伦大学校长路易斯·普罗恩扎（Luis Proenza）的一席谈话，可能就足以改变我们的想法（然而我们进行过许多场这样的谈话）。普罗恩扎一直致力于推动阿克伦乃至整个俄亥俄州东北部的振兴，力图将其转变为新材料领域的卓越中心。我们和普罗恩扎还有他的外国同事在市中心的一家餐厅里共聚了一餐。市中心地区已然翻修一新，我们会面的餐馆同样装潢入时。在很长一段时间里，俄亥俄州的阿克伦一直是全球轮胎制造业的中心，然而，随着轮胎生产业务迁往国外，这里陷入了衰退。但普罗恩扎却对这片土地、这里的民众、这里的各类机构以及他们正在从事的事业满怀热忱，他看到了这里光明的前景。他自豪地对我们说，如今这里有1000家创业公司，它们雇用的员工，比制造业鼎盛时期的四大轮胎公司还要多。
“锈带”如何转型“智带”
可想而知，智力共享的重要性和开放的必要性已迫使学术机构和商业组织就其组织结构及工作关系进行变革。在阻碍合作与创新方面，两者有共通之处：本质上都有着森严的等级，部门之间各自为政（组织孤岛效应），竭力保护自己的知识产权。我们在智带发现，那些有核心任务的实体，如俄勒冈健康与科学大学和英特尔，非常乐于与其他有所侧重的伙伴和合作者共享知识。此外，它们在产品开发非常早的阶段便开始共享知识，而传统上这一时期它们通常会保持实验室大门紧闭。
然而，大公司只是智带生态系统的参与者。智带生态系统一般都会有一位联络者，通常是个人，但有时会是机构。这些联络者有远见，有关系，有决心，有影响力，有外交手腕，有说服力，有精力，这些是促成多个实体间智力共享的主要因素。不同类型的联络者会将智带引向不同的发展道路。个人联络者有时是某位企业家，有时是某位科学家，有时是某位当地政治家或行政人员。无论联络者的背景如何，他们都对所在地区有远景规划，同时能以巨大的魄力来采取行动，将这一远景付诸实现。
我们还看到了这一切智力共享和智能制造活动的成果：它们产出的产品和技术。正如我们在接下来的章节中将要看到的，这些成果主要集中在三个领域：芯片和传感器、新材料、生命科学（包括生物技术和医疗设备）。这些都是属于智带的活动，因为任何单个参与者都不可能以比肩智力共享的速度、效率和创造力完成这些活动，甚至根本开展不起来这样的活动。但幸运的是，这些活动正在那些让人意想不到的地方兴起，例如阿克伦、埃因霍温、隆德、德累斯顿。没错，甚至是昔日的锈带、经常大雪封路的纽约上州（即纽约州北部）城镇。
在我们走访北卡罗来纳州教堂山的时候，韦克菲尔德集团（Wakefield Group）管理合伙人、风险投资家史蒂夫·纳尔逊（Steve Nelson）勾起了我们的好奇心，他把一台设备上的布盖掀开一角，布盖下是一台崭新的3D打印机，从在实验室里设计原型到在工厂车间里将其转变为整体产品，这台机器可以承担整个生产流程。这套系统的发明人之一约瑟夫·德西蒙（Joseph DeSimone）正是打破学术孤岛，实现学术界与商界智力共享的代表人物。他身兼北卡罗来纳大学化学教授和北卡罗来纳州立大学化学工程教授两职，名下拥有350多项专利。德西蒙同时也是一位企业家，创办过多家公司。他选择了学术休假，以担任新公司碳3D（Carbon 3D）的首席执行官。公司开发的新系统与前代型号相比速度大大加快，最终速度可快1000倍之多，而且能够以极紧的公差加工产品。这种系统可以用于产品的“微加工”，譬如根据患者特殊的解剖结构定制的支架、用于疫苗和药物给药系统的可降解支架、高精度涡轮叶片等。“我们的工艺使任何人都能以足以改变行业格局的速度生产商品级的零部件。”德西蒙如是说。19
我们将成功的智带——所有我们走访过的智带都在此列——看作“苏醒的睡美人”。这是因为，正如童话故事里的睡美人一样，她们已经沉睡了许久——她们之所以陷入惰性状态，有的是因为毒咒一样的政策，有的是因为缺乏领导，有的是因为缺乏对状况的分析——并且企业家和投资者已对其失去希望。然而，她们一动不动地躺着并不意味着她们失去了一切，她们自身的优点仍在。那里仍然有精力、有技术、有知识、有人才、有潜力。
我们在俄亥俄州扬斯敦（Youngstown）16的一间旧仓库中见到了工作中的3D打印机，这里是美国制造（America Makes，原名国家增材制造创新研究所）的所在地。奥巴马总统在2013年的国情咨文中宣布要建立15个这样的研究所，这里是第一个。17美国制造创新工厂的经理、前3D系统公司（3D Systems）雇员凯文·科利尔（Kevin Collier）带我们参观了工厂。他向我们讲述了过去四年间从快速成型技术到实际制造的巨大进展。他说：“每一天应用的数量和工序的种类都在增加，生产的速度也在提高。”翘曲以及如何使用两种不同材料进行打印等长期存在的问题也在逐步解决。汽车和飞机制造商已经开始采用3D打印技术制作样车和样机，他们还用它为日益普及的复合材料塑形。在医学上，3D打印已用于制造膝关节、髋关节以及战场伤员的替换器官。科利尔说：“进展一直在加速。”18
正如我们前文所述，不同的参与者开始逐渐学着合作，各自活动的关注点更为集中。其合作风格与合作性质赋予了每个智带鲜明的特色。它们依托现有资源——闲置多时的专长——并在此之上进一步拓展和延伸。例如，阿克伦、隆德、埃因霍温具备大量材料相关知识；奥尔巴尼、德累斯顿、埃因霍温有芯片和传感器方面的专长；苏黎世、德累斯顿、罗利主打生物技术和生物制药，波特兰在一定程度上也是如此；而在明尼阿波利斯、奥卢和波特兰，占主导地位的则是医疗设备。
巴克斯特不仅功能多样，而且购置费用、运营成本很低，每台售价22 000美元，可工作6500小时，相当于“时薪”3美元。这样的劳动力成本优势使得巴克斯特及同类机器人对小公司极具吸引力，对它们来说，时至今日，使用机器人进行生产还只是梦想。这些企业根本无力承受售价达六位数的机器人及此类机器人所需的大规模基础设施。就机动性、创新性和成本而言，埃克特将传统工业机器人比作大型机，巴克斯特则被比作个人电脑。
源自瑞士和硅谷的新模式颇费时日才得以站稳脚跟。科学研究始终被视为不容亵渎的，其商业应用则依然被视为对科学与商业间神圣边界的侵犯。然而，绘制人类基因图谱等科学新进展为商业应用带来了新的机遇，学术研究成果的实际应用也随之加速。工程师、计算机科学家、生物学家、化学家、物理学家开始逐步接受创业这一选项，他们的做法通常是专注于某项与其研究相关的活动，例如某种新技术、新药物或新材料。
从20世纪70年代开始，这种情况有所改变。在欧洲，瑞士苏黎世联邦理工学院教授查尔斯·魏斯曼（Charles Weissmann）成立了百健艾迪公司（Biogen Idec），该公司是第一家成功的欧洲生物技术公司，如今已是世界第三大生物技术公司，总部位于美国马萨诸塞州剑桥市。而在美国，生物化学家赫伯特·博耶（Herbert Boyer）和风险投资人罗伯特·斯旺森（Robert A. Swanson）共同创立了基因泰克公司（Genentech），该公司致力于基因重组技术领域的工作。这些公司及其他企业为学术界呈现了一种新的模式：严肃的研究人员凭借企业家的直觉与魄力创立营利性企业，这些企业由研究驱动，专注于创造突破性产品。
于是，随着大企业表现出兴趣，联络者将各个团队聚到一起，各个企业携手采取新的行动，一个社区开始形成。人们开始体悟到对于智带的身份认同感和自豪感。他们会以各种方式确定一系列明文规定或心照不宣的价值观和规则。智带的成员依据这些准则生活，因为他们知道，只有携起手来，才能取得成功。
● 接受的挑战错综复杂、成本高昂、涉及多个学科，任何单一的参与者（个人或机构）都不可能独自应对。孤胆英雄式的创新者已然是过时的概念。
● 由联络者驱动。联络者可以是个人或团体，他们有远见、有关系、有精力，这些是创立和建设生态系统所需的主要特质。
● 在由诸多参与者构成的合作生态系统中运作，其核心是研究型大学，通常还包括创业公司、拥有先进的研究部门的成熟企业、地方政府、社区大学或类似的职业院校。医疗保健机构（例如教学医院）往往也是生态系统的一部分。
● 关注一个或少数几个特定的学科或活动。
● 乐于接受知识交流和专长共享。为了增进开放性，各机构纷纷打破门户之见。学术界、产业界、公共治理之间的壁垒已被推倒。学科间泾渭分明的界限（例如化学、物理、数学、生物）业已消弭。
● 包含实体中心，例如孵化器、创业空间。实体中心通常建于现代化工厂或仓储建筑群内部，可以接纳合作者并鼓励协作精神。
● 营造能够吸引人才的环境。这一区域不仅可以提供源自大学、研究机构及创业公司的既有人才库，还可以提供工作外的诱惑和福利，例如保障性住房、各类咖啡馆和餐馆、优质学校、各种休闲活动。
● 有资金可用。智带有充裕的资金可用于投资创业公司、衍生公司以及各类设施和孵化器。
● 承认威胁，了解威胁。以往的企业研究人员并不太担心外部的竞争力量。相反，智带的人们清楚这里曾经的遭遇，认识到他们可能还会再次受到威胁，因而具有强烈的身份认同感、地区荣誉感以及进行持续改进的意识。
反思机器人公司创始人罗德尼·布鲁克斯与索耶和巴克斯特
西门子不仅认可智能制造的未来，而且已经应用了这些运作方式。在德国安贝格（Amberg）一个面积108 000平方英尺（10 033平方米）的智能制造工厂中，西门子生产着950种不同型号的SIMATIC控制器（年产5万件不同产品），生产中要使用来自250家供应商的超过16亿个元器件，涉及材料多达1万种，而生产的残品率仅为百万分之十五。部署在工厂中的触摸屏颇具战略意义，可以让机器操作员检视生产中的一切，大到整个生产线，小到个别零件。22
在智带生态系统中，不同参与者间要想实现最有效的智力共享，就需要各个实体合理兼顾专注性与开放性。专注意味着它们将精力集中于某一特定学科或特定活动，开放则意味着开诚布公，彼此共享知识与专业技术。
未来智能工厂的转型将受三种关键技术的影响：机器人、3D打印、物联网。下一代智能、功能多样、移动性强、价格低廉的机器人将使自动化走进创业公司和小企业，为客户提供前所未有的个性化定制。使用3D打印技术将颠覆我们生产零部件的方式，大大减少浪费，同时带来前所未有的创造力。物联网将会带来一套新的系统，在这套系统中，机器、零部件、产品、生产商、供应商、客户以及几乎每个人和其他一切事物都可以相互通信。其目的不在于创造无止境的闲聊和无用信息，而是要缩短从订单到产品的时间，朝零缺陷、零停工时间迈进，杜绝所有系统浪费。
在欧洲，法律法规的变化迫使各方接受此类合作。例如，1991年，瑞士政府颁布了一部引起强烈反响的新法，根据新法令的要求，包括联邦理工学院在内的各州立大学必须将研究应用于商业产品的开发中。研究者别无选择，只能寻求新的资金来源，与企业间的承包工程成了主要的资金来源。一个新趋势就此形成。欧洲其他国家的政府也纷纷开始削减由国家资助的教育机构的预算。
智带的环境一朝为外界所知，它便会开始迅猛发展——创业公司数量激增，大企业在此分立衍生公司，更多的商业计划被提交到潜在的投资人手中。相对于在硅谷和波士顿开展业务，昔日的锈带地区拥有触手可及的人才和相对低廉的运营成本，因而更具吸引力。于是，当地的跨国公司开始重新对锈带的人才和设施进行投资，甚至设立新单位，开启新的事业。被遗忘的城市中心地区也得到了开发和改善，新商铺纷纷开业，税基增加，本地服务质量也得以提升，服务范围扩大。随着企业取得成功，一些企业会被出售，新的财富由此创造出来，其中一部分财富又被重新投资于当地。随着合作的发展和信任的增进，当地企业开始领悟到，它们正涉身其中的事业有着非凡的意义。
就这样，上述三个元素——机器人、3D打印、物联网——共同支撑起了智能工厂中借由智力共享开发出的产品和技术。这种智能工厂有的已经存在于欧美各地的智带中，有的则正在兴起。
苏醒的美人犹记得那沉睡的岁月，并且更加清醒地意识到可能面临的风险。在规避毒咒方面，她们正越来越游刃有余。
英特尔、思科、IBM、美国电话电报公司（AT&T）、通用电气等公司在意识到这场变革后，于2014年5月宣布成立工业互联网联盟，这是一个非营利的开放性会员组织，旨在建立共同标准，以便信息能在机器间自由流通。此类项目表明，至少有一些关键的、精于技术的美国企业正在认真对待工业互联网。西门子亦如是，西门子工业业务领域北美地区首席执行官赫尔穆特·路德维希（Helmuth Ludwig）称“智能制造业的未来就在眼前。这不亚于一场工业领域的范式转变：现实制造与数字制造正在融合。新科技正以振奋人心的方式将一度相互独立的产品设计、产品策划、生产工艺、生产执行、服务联系在一起”。21
巴克斯特的设计者是前麻省理工学院教授、机器人领域的先驱、素有“搞机器人的坏小子”之称的罗德尼·布鲁克斯（Rodney Brooks）。巴克斯特是为智能工厂设计的智能机器人的代表。11已有十余家美国、日本、德国和韩国企业制造出了此类人形机器人，但直到最近，这些机器人基本上还只是用于研究或者军事用途。12由于越来越多的机器人成为工厂的工人，这些人性化的机器人正在改变工厂的概念。
这类环境通常具备足以吸引人才的物质条件：科技园区、创业孵化器、公用工作设施、翻新后的工厂中的办公室。这些元素这里都有，有时这些物质条件会集中出现在创新区中。这样的环境可以吸引大量年轻并具有流动性和多样性的人才，诸如研究生、企业家、工程师、企业研究人员、风险投资家、设计师等等。除了工作环境本身，人们选择智带地区还因为这里提供了保障性住房以及工作外的福利和诱惑，从各种咖啡馆、餐厅到优质学校、各种娱乐活动。他们可以在各种非正式的场合中会面、互动，激发彼此的思维。
创新过程的演变不仅改变了企业和学术机构对待彼此的态度，还促成了学术界内部各机构间合作方式的转变。贝尔实验室资深人士、伦斯勒理工学院现任校长雪莉·安·杰克逊（Shirley Ann Jackson）的说法是：“尖端研究现在完全是跨学科的，重大的新发现都出现在学科交叉处。”所以学科间的严格界线——如化学、物理、生物、数学、工程——正在消弭，并且随着新知识的获取，组织壁垒正“慢慢地自然死亡”。7随着壁垒的土崩瓦解，合作之花将会日益繁茂。
美国西海岸的研究人员和企业家对东海岸制造业和金融业取得的优势钦羡不已，长期以来一直在伺机一展拳脚。终于，他们找到了突破口。当时，斯坦福大学的研究人员和自20世纪50年代起就开始担当联络者的该校工学院院长弗雷德里克·特曼（Frederick Terman）决定与科技创业者联手，共同开发晶体管、集成电路、微处理器、个人电脑、喷墨打印机以及互联网的前身。4当地企业家拉尔夫·韦尔斯特（Ralph Vaerst）和记者唐纳德·赫夫勒（Don Hoefler）于1971年创造了“硅谷”一词，用以描述旧金山与圣何塞之间的地区。在这片一度果园林立的土地上，硅半导体及诸多基于科研的相关产业逐步占据了主导地位，伴随其成长的还有在背后支撑起众多早期创业公司的风投巨擘。
在我们造访过的各个智带和创新区中，我们有幸得以一瞥新的生产方式：智能、快速、廉价、有个性、有创造力，令人眼花缭乱、叹为观止。
我们还走访了北卡罗来纳州的三角研究园（Research Triangle Park）。研究园由达勒姆（Durham）、罗利（Raleigh）、教堂山（Chapel Hill）三座大学城市围绕而成，在美国首开此类研究园先河。三角研究园创建早期获得了极大成功，吸引了170多家公司，为4万多人创造了就业。但他们的工作方式仍遵循着当时的传统，在隐匿于林间的孤立建筑中秘密地开展工作，坚守着自己的想法，学科之间保持泾渭分明的界限。随着新兴经济体的逐步壮大，不可避免的事情发生了，三角研究园的优势变得越来越小。而我们在2013年发现的证据表明，恰恰是在三角研究园附近，智带模式正在振翅腾飞。达勒姆的杜克大学在好彩香烟厂旧址的翻新建筑里设立了孵化器。罗利的北卡罗来纳州立大学百年纪念校园已经成为全新型科研校区。无论是前景看好的创业公司，还是ABB（阿西布朗勃法瑞集团，瑞士—瑞典）、曼集团（Mann，德国）这样的大型企业，均在该校区设有实验室和办事处。它们与高校研究人员合作，围绕新材料、清洁能源、智能电网展开各类项目。年轻的创业者在此随处可见。
传统制造业关注的是劳动者个体的生产率，而智能制造业强调的是团队成员间的智力共享。
智能制造的第二个基本元素是增材制造，又称3D打印。目前，3D打印已应用于研究实验室、创业公司、外层空间、手术室、博物馆和学校，并且正越来越多地应用于加工业。
巴克斯特证明了：与其先辈相比，这一代人形机器人功能更全、价格更低、更易于使用，也更加智能。这些智能机器人结合了人工智能、传感器以及采用廉价计算能力的大数据分析，它们可以不断地学习，而不是一遍又一遍地重复着同样的任务，它们的“大脑”可以扩展性能。机器人专家估计，机器人目前在工业加工中只表现出了最新一代机器人实际生产能力的10%，14因此，仍有巨大的潜力等待挖掘。
我们相信，3D打印将创造一种高效的加工模式，能在消灭缺陷与浪费的同时节约能源。最重要的是，从长远来看，3D打印极有可能解放创造力和想象力，进而带来我们迄今难以想象的产品。
学术界与商业企业间如此深入的合作是一个相对较新的现象，传统上学者与企业间并无来往。也有一些不容忽视的例外，最引人注目的是贝尔实验室、美国国家航空航天局（NASA）、美国国防部与企业在航空航天领域的合作。但一般来说学者都鄙夷企业家，而商界人士也不信任任何有公私合作之嫌的伙伴关系。
20世纪60年代，我们经历过一场太空竞赛。如今，我们面对的则是一场机器人竞赛。
机器人和自动化是智能制造的关键。随着机器人价格逐渐下降而发展中国家工资不断上涨，我们可以以同样的价格在消费者附近就近生产商品，此时再跨越半个地球进行生产就不太明智了。我们问耐克公司的创始人兼董事长菲尔·奈特（Phil Knight）是否可以在高收入国家使用机器人生产鞋，他断然答道“可以”。“实际上，奥运会上大多数的鞋已经采用了这样的生产方式。我可以预见，有一天每个人都可以使用3D设备测量自己的脚，然后完全定制自己的鞋，避免了鞋不合脚给人们带来的麻烦。”13衣服也是如此，从内衣到外衣都是。
智带不仅仅是诸多实体择一良地怡然共处。每个智带都是由诸多参与者构成的联系紧密的协作生态系统，一般由研究型大学、社区大学、地方政府、拥有先进的研究部门的成熟企业、创业公司等组成，通常还有各类辅助者和供应商为其提供支持，包括风险投资人、律师、设计公司等。这些不同类型的实体彼此共享知识，互相影响，进而形成一个社区，不断壮大、完善。在此过程中，各实体间会建立起独特的同一性。
随后会出现转机，来唤醒这位沉睡者。在童话故事中，那是王子的吻。而对沉睡的智带来说，情况要稍微复杂些。美人的苏醒通常要等到某个人或某些人达到绝望的临界点，或是有新角色出场。尽管人们早已意识到这片土地正在沉睡，但他们毫无作为，只是希冀会发生什么事情，或许以政府援助的形式出现，或许是发现了某种未知的资源。最终，当人们逐渐清晰地看到不会有任何解决方案凭空出现时，某个联络者会决定由自己出面解决问题，而此时，大家早已做好了响应的准备。联络者将人们聚到一起，包括政治家、企业家、科学家、公司高管等，以明确当地的优势与资源，求得共识，共同订立宏伟的目标。
我们在瑞典探访了隆德（Lund）及其附近的马尔默（Malmö），在20世纪80年代中期这里曾遭受严重打击，当时该地区最大的造船厂倒闭，成为亚洲及其他地区制造商低成本优势的又一受害者。为此，地方官员、企业家和隆德大学走到了一起，在隆德创建了斯堪的纳维亚地区首座科技园——易得用（Ideon）科技园。与多家制药公司一样，爱立信（Ericsson）也携其研究团队进驻科技园。如今，马尔默和隆德两市的领导定期举行会谈，隆德大学也已经成为推动企业分拆的原动力，这些分拆后的新公司为生命科学产业创造出了大量尖端产品。
智能制造的第三个要素是物联网。据世界银行统计，2015年，相比于约50亿的互联网使用人口，使用互联网的“物品”已达250亿，机器对机器无线通信的必要性正日益显现。在机器中嵌入传感器并时时分析其产生的数据可以减少计划外停机时间并在应维修时发出警告。未来它甚至可以允许在机器出故障之前就进行维修。在2013年的一场TED（泰德）演讲中，通用电气首席经济学家马尔科·安农齐亚塔（Marco Annunziata）将工业互联网称为“一场足以比肩工业革命的头脑与机器的联姻……它不是让机器变聪明，而是让机器变得绝顶聪明。”20
我们拜会反思机器人公司（Rethink Robotics）总裁斯科特·埃克特（Scott Eckert）时，9在位于波士顿的研究实验室里，10他向我们介绍了一位员工——巴克斯特（Baxter）。巴克斯特看上去和普通人类差不多，身高5英尺10英寸（1.78米），体重165磅（75公斤），还有类似人类不可或缺的眼睛、胳膊和大脑。当然，巴克斯特并不是人类，而是一台人形机器人，在三个摄像头、一个声呐、多个传感器以及其他技术的帮助下进行工作。巴克斯特能“看到”并“感知”周围的环境，即便物品挪了地方，它也可以找到。它可以抓取、握住、抬起、挪动物品。巴克斯特在工作中充当人类的助手，可以熟练地同时进行多项任务，因为它的两个手臂能分别做完全不同的工作。
智带是一个由全然不同的实体组成的生态系统，内部各实体相互信任，深谙合作之道。但智带又不仅限于此，它还具有独特的环境，这种环境能如磁铁一般吸引人才和有核心业务的企业，并且能为它们的合作项目提供支持。
除了研究型大学，智带生态系统通常还包括一家大公司，即一家全球性企业，例如俄勒冈州波特兰市的英特尔公司。大公司可以为智带提供特殊且不可或缺的要素。因为与创业公司相比，大公司对全球竞争的风吹草动感知更为敏锐。当然，在这方面，大公司更远胜于地方机构和技术、教育机构。因此，智带的人们很清楚，要想取得竞争优势，区域合作往往至关重要。此外，英特尔等大型私企的研究人员深知，仅凭个人兴趣开展研究已无法继续立足，他们在产品开发过程中付出的努力必须换来适销对路的产品。他们不能再同以往一样，安身于资金充裕的研发孤岛，闭门造车，投入到各种令人痴迷但不能为企业创造任何价值的研究课题当中。现在他们将企业盈亏放在首位，研发预算也与以往不同。这些公司明白，企业的研发存在固有的官僚主义和等级制度，在提出突破性理念的过程中往往会受阻，正因如此，他们有必要与缺乏资金的外界成员以及国际性组织合作，以便把新产品推向市场，同时还可以减少学科壁垒和官僚主义问题。像英特尔这样的公司可以提供超高速计算，用以分析大学研究人员创造的新知识；反过来，大学研究人员可以为企业提供独有的海量数据集。
硅谷的成功表明，由政府资助的科研项目产生的专利不应像以往一样被束之高阁。只要必要的激励措施能落实到位，政府、大学、企业家之间的紧密合作将促进创新理念的商业化。在1980年《拜杜法案》（Bayh-Dole Act）通过后，人们更是将这种理念奉为圭臬。该法案允许研究者和大学从政府资助的研究中获得经济利益，这使得硅谷模式以星火燎原之势传遍美国。
企业选择与外部伙伴进行合作还有另一个原因：及时了解本行业及相近活动领域的最新动态。如今，研究和创新活动数不胜数，无处不在，任何一个机构都不可能了解所有可能与之相关的行业的进展，其中有些进展还可能构成竞争威胁。随着默默无闻的创业公司和小公司数量激增，新技术的出现导致企业的自主研究成果时刻面临着被淘汰的危险。特别是制药企业，它们将此类通过合作进行的行业侦察视为必要之举。这就是为什么美敦力（Medtronic）、诺华（Novartis）和罗氏（Roche）纷纷在隆德、奥卢、苏黎世的科技园区开设办事处的原因。在这些科技园区中，它们可以密切关注数十个潜在的合作伙伴或竞争对手，其目的在于向那些没有足够资源用于测试新药的创业公司投资。反过来，它们也可以接触到小公司特定项目以外的知识与专长。
行业领军者、楷模、地方英雄，各色人物纷纷涌现。企业家和研究人员留在当地，承担起各类新角色：导师、教练、投资者、顾问、董事会成员、合作伙伴、老师。有人投资培训项目，建立行业协会，也有人为智带的利益而担任代言人和说客的角色。他们为孵化器提供支持，建立科技园区。以苏黎世为例，当地科技园于1993年开园，如今已有超过300家创业公司在此落户，雇员超过2000人。已在此担任了五年首席执行官的莱斯利·施皮格尔（Lesley Spiegel）告诉我们，她现在大部分时间都用在指导创业者上。她指出，年轻人热情十足，但缺乏管理方面的知识技巧，“我会在他们开展业务的各个阶段与他们互动，向他们建议更好的方法，来吸引人才、与资助者接洽”。8
智带模式不仅涉及新的理念产生过程，它还彻底改变了将理念转化为产品和技术的方式。新的制造方法——尤其是机器人、3D打印和物联网（下文将一一道来）——使制造全新一代智能产品成为现实。与过去数十年来低成本、准时制的工厂不同，智能制造注重的是定制化、本地化、复杂性和品质。
毫无疑问，智带会关注苹果和谷歌、斯坦福大学和麻省理工学院这样的领导者，也会留意硅谷和剑桥这样的标志性创新区，借此寻求灵感和作为模仿对象。但它们的发展却又各自独辟蹊径。从为期两年的研究中我们了解到，包括那些我们造访过的和许多我们未曾踏足的智带在内，所有智带都有以下若干共同特征。
以苏黎世为例，这里的联络者是德国凯杰公司（Qiagen）瑞士分公司首席执行官迈克尔·科拉修斯（Michael Collasius）。2苏黎世有多家从事实验室设备的企业，但它们彼此之间并无广泛合作，而且任何一家企业都无法通过独立开展研究而在该领域内脱颖而出，成为实验室设备领域的领导者。随着司法鉴定研究人员希望以更好、更快、更廉价的方式完成DNA（脱氧核糖核酸）相关工作，情况出现了转机。2003年，科拉修斯说服多家企业，联手成立了名为ToolPoint（器点）的研究机构。目前，已有超过30家企业参与到ToolPoint生态系统中，这些公司都集中于实验室设备制造的某一方面（然而它们并不是直接竞争对手）。ToolPoint的主任汉斯·诺泽（Hans Noser）告诉我们：“参与者彼此邻近，这提升了它们之间的信任度。”3
智带成员之所以形成相互关联的生态系统有其特殊的原因：为了应对各种错综复杂、成本高昂的挑战，这些挑战需要跨学科的研究方法，不可能由任何单一的参与者独自应对。这就需要一种深入的合作方式，远远超出我们以往所见的那种合资经营或项目合作。这类合作将来自学术界和企业界（大公司和创业公司）的各种组织和人员聚到一起，有政府机构参与其中，也有其他的参与者，如慈善家、风险投资人、律师事务所、设计工作室、文化机构、孵化器、公私部门的行业组织等。
为了一探工业互联网在工厂内部如何运作，我们参观了通用电气在哈得孙河谷斯克内克塔迪市（Schenectady）新建的工业电池工厂。说来颇有讽刺意味，环绕这座工厂的正是通用电气曾经的灯泡工厂和发电机工厂的老建筑，这里是名副其实的锈带到智带的转型之作。在这座耗资1.7亿美元的工厂中，通用电气部署了自己的工业互联网，这是一个由传感器连接而成的先进系统，可以追踪并记录生产过程中从污染物、资源来源到温度、机位号的每一个参数，使任何潜在的不一致都可以采用数字方式追溯其源头并加以纠正。通用电气捐弃以往，重新建立了最先进的信息系统用于新的机器中，帮助识别哪里出现了错误、哪里可以提高效率。新系统还有助于将计划外停机时间减少到零以及在机器出现故障前进行维修。通用电气的工厂生动地体现了数字技术在传统制造业中日益重要的作用。23
其结果是，那些此前可能在完全孤立中开展工作的大公司开始感到自身与智带地区真真切切地联系在一起。它们为智带的设施和人员投资，进一步增强公司及整个地区的实力。例如，英特尔在波特兰的园区中有该公司“在全世界最大、最全面的生产基地——全球半导体研究与生产中心，这是俄勒冈州的经济支柱。该公司在俄勒冈有近17 500名员工，是该州最大的私营雇主”。1在我们的旅途中，我们亲睹了跨国公司对我们所访问的各个智带来说是何等重要。
