9.0 註釋（第 3 頁）
在對系統級別的功能及其互動進行建模之後，我們現在可以研究將功能作為設計實現的替代方法。每種替代方案將具有輸入和輸出的不同數值，從而導致不同的總電子表格值。在後面的步驟中，我們將改變替代方案的大小和選擇，以獲得整個位置的最佳結果。在執行此操作之前，在本節中，我們首先必須確定替代方案，然後在下一節（第 5 頁）中，開發它們足夠詳細的資訊以獲取每個替代方案的輸入和輸出值。我們按功能在以下各節中進行此操作，並認識到一些元素（如人工）將適用於多種功能。我們先檢視住所和運輸，然後再檢視生產，即使生產的功能編號更低。這是因為其他主要功能將需要生產的特定輸出，因此部分決定了生產功能需要生產什麼。
由於此設計的複雜性，無法一次性開發替代方案。相反，將識別和定義各個部分，然後檢查它們如何互動。這導致以迭代的方式改進這些部分。設計選項的持續改進可以永遠持續下去，因此我們需要知道何時停止。在這項研究中，我們受到人員、時間以及希望在初始研究目標中回答問題的願望的限制。因此，我們打算在能夠回答問題並且可以清楚地確定我們是否可以滿足系統的效能目標時停止。這對於像這樣的概念級研究來說已經足夠了。儘管有一個停止點，但由於每個功能有多種選擇，這些部分很可能是研究中最長的部分，並且在早期階段將有很多缺少的替代方案和值。
通常，位置住所部分的設計可以分為傳統和非常規的替代方案。可以檢查每種方案的本地化程度和自動化程度。傳統版本最容易定義，因為建築是一個主要的行業，而且有大量的資料可用。我們不會複製所有這些資料，而是會指明來源，並提取用於建模的值。對於非常規的替代方案，我們首先檢視文獻中的現有想法，並嘗試根據我們的效能目標評估它們。如果找不到合適的，那麼我們可以嘗試想象新的替代方案。
在更高的主要功能級別，有幾個設計替代方案需要考慮
- 集中式公寓式建築與獨立的單戶住宅或混合住宅的選擇。
- 包含辦公、酒店或銷售空間以及住宅空間的混合用途建築的選擇，或者將生產和運輸與住所混合。
- 住所空間的模組化和靈活性的一般水平。
- 土地的分配，包括地塊的數量和大小，以及它們的物理距離。
- 自動化的可見性 - 將它們留在顯眼的地方還是為了美觀而嘗試隱藏它們。
- 公共室內和室外空間以及私人室外空間的安排和型別。
對於非常規的選擇，有地下或穹頂建築。
傳統觀點是將以下專案視為獨立的。另一種選擇是考慮將多個元素組合成一個專案。
- 土地 - 我們將住所土地分配給此功能，因為屋頂和壁板等防護元素需要結構支撐，而地基反過來需要土地來支撐。絕大多數人類生活在陸地上，因此假設溫帶地區需要堅實的土地。製造更多土地僅在非常有限的情況下是可行的，因此我們也假設作為一種傳統的替代方法，我們將購買現有土地並將其改造以滿足我們的需求。另一種方法是租賃土地，並使用模組化和移動住所。這將降低初始土地成本，但會引發運輸、安全和質量問題。靠近人口稠密地區以獲取外部供應的未開發土地可能要花費 0.50 美元/平方米或更高，但這因位置而異。
- 地基 - 傳統的地基包括混凝土板、混凝土基腳和砌塊，以及經過處理的樁。替代地基可能包括礫石溝槽、樁、灰漿砌石。
- 結構框架 - 傳統框架包括輕型木材和膠合板、重型木材和螺栓、鋼管和型鋼，以及鋼筋混凝土。環境保護的一部分將用於抵禦風、冰雹、地震和洪水等極端條件。替代框架包括穩定夯土、絕緣混凝土砌塊或面板。單個建築物可以使用混合的結構元素
- 防潮 - 由於懸挑可以保護壁板，而且垂直表面的暴露程度較低，因此通常使用不同的材料來製作屋頂和壁板。傳統屋頂包括複合材料、木材、石板和金屬瓦、粘土和混凝土瓦，以及暴露屋頂下的二級防水層。傳統的壁板包括乙烯基、磚塊、木瓦或壁闆闆（通常塗漆），以及灰漿砌石。地基防水包括密封劑和必要時的排水。
- 隔熱 - 傳統絕緣包括玻璃纖維和聚苯乙烯泡沫珠（即泡沫塑膠）。珠粒可以是剛性面板，也可以分散在其他介質中，如混凝土。木材橫向放置時是一種中等程度的絕緣體。隔熱板也是傳統物品，以及蒸汽和滲透屏障。
- 防護服 - 傳統物品是用於保暖、防磨損和防降水的外衣。非常規物品待定。
這包括在溫度、溼度、照明和聲學方面管理內部環境。傳統上，這些都是獨立的專案。現代的替代方法是為所有內部功能提供一箇中央控制器。
- 電力 - 溫度控制和人造照明需要電力，因此我們將住所的所有電力供應包括在此功能中，包括其他子功能。
- 溫度和溼度 - 傳統的現代設計是帶輔助加熱的電動空氣熱泵，用於非常寒冷的日子。替代設計可能包括地熱熱泵、被動式太陽能設計以及用於加熱的主動式太陽能收集。對於夏季降溫，深層岩石熱量儲存可以提供部分或全部降溫。
- 照明 - 窗戶和窗簾是提供自然照明的傳統方式，還可以使用各種人造燈為需要額外照明或夜間的區域提供照明。一種替代方法是使用光管或光纖將自然光引入原本沒有光線的區域。
- 聲學 - 這包括被動式隔音，標準方法是在房間之間使用玻璃纖維絕緣，以及外部絕緣。一種替代方法是自制的岩棉或其他吸音器。主動式降噪是一種現代替代方法。聲學包括產生所需的聲響（通常是音樂），以及控制此類聲響相對於室內環境中的物體和牆壁的分佈。有各種各樣的音響系統，從行動式到內建式。
這包括提供實際的食物和飲料材料、居住區內的本地儲存、食物準備、服務以及食物和飲料廢棄物的處理（不包括人體廢棄物）。
- 食物和飲料供應 - 一種選擇是在居住區內以花園、附帶溫室、綠色屋頂和結果樹的形式進行一些本地食物生產。或者，它可以全部分配給生產功能。目標是提供 85% 的總材料和能源需求，因此我們將提供 85% 的食物和飲料作為初始目標，並將其分配到生產和居住中。其餘部分來自外部來源。
- 飲用水供應 - 替代來源包括收集徑流、如果不會耗盡地下水位的話就是井，或來自生產的迴圈水。無論來源如何，都需要進行淨化和取樣以確保安全使用。
- 廚房和餐廳裝置 - 傳統的做法是使用標準的購買的廚房和餐廳裝置。一種選擇是在內部製作部分或全部這些裝置，特別是傢俱和櫥櫃，但可能是陶瓷和金屬製品。電器最不可能在本地製造。其他選擇是集中式與個人食物準備的水平，以及是否值得設計廚房自動化（中央或本地居民）。集中式並不意味著制度化，人們通常更喜歡外出就餐，出於社交和時間原因，因此目標是高質量而不是食堂級別的產出。
這包括人類除了食物和飲料之外在健康狀況下維持自身的基本功能。這裡包括睡眠、衛生、運動、清潔和過濾身體和環境、健康監測、急救以及本地檢查和治療。
- 提供睡眠環境 - 有各種各樣的床型可供選擇，以及有關適當房間條件的資訊。我們不期望發明新的睡眠安排，但可能會在本地製造的便利性方面納入替代方案。
- 提供衛生設施 - 該功能涵蓋人體廢棄物的收集和處理。替代方案包括廢棄物如何回收以及使用溼式、乾式或真空系統運輸廢棄物。溼式沖水系統是傳統選擇。
- 提供運動器材 - 最近的研究表明，站立而不是一定比例的坐姿時間對健康有益。專門運動器材的一種替代方案是為日常工作提供更直立的設計。另一種是整合一些步行和體力活動，例如從家步行到生產區，或用腳踏車進行短途運輸。顯然，對於重型任務來說，需要動力裝置，但使所有東西都通電並讓人員久坐不動會產生負面影響。此外，如果人們不想要積極的生活方式，我們不能強迫他們，但我們可以透過設計來鼓勵它。
- 提供身體清潔 - 傳統方法包括洗澡、洗手、口腔衛生和個人修飾。
- 提供環境清潔和過濾 - 傳統的家居清潔是眾所周知的。該功能包括洗滌。一種選擇是使用更高水平的自動化來完成日常清潔任務。過濾去除空氣和水中的汙染物，減少了清潔的需要，但隨後需要管理過濾器。它包括對昆蟲、黴菌和其他生物侵染的主動控制。
- 健康監測 - 傳統方法包括定期自我檢查，如果需要，可進行自我測試。
- 急救 - 儘管地點設計將盡量減少風險，但一些事故還是可能發生的。該功能為較小的風險提供即時護理，為較大的風險提供穩定治療。傳統方法包括將急救箱放置在顯眼的位置，並對居民進行培訓。在更嚴重的情況下，將呼叫外部援助和運輸。
- 本地檢查和治療 - 該地點可能會在後期增長年支援相當於護士或醫生的工作，否則需要外部醫療服務。集體購買醫療計劃可能是有意義的。替代方案包括遠端醫療或自動化診斷和治療。
這包括個人生活空間、儲存空間、社群空間、傢俱、裝飾品和非防護性服裝。個人生活空間的面積加上前兩個功能（.3 和 .4）所需的面積決定了保護（.1）和控制（.2）環境功能需要執行的體積。
- 提供個人空間 - 我們將所有非專業化的內部裝飾（地板、牆壁、天花板）和通道（走廊和樓梯）都歸入該功能，包括食物和飲料以及維持健康的通道。專業裝飾在各自的功能下進行核算。室內空間有多種傳統設計，我們不期望創造新的設計。相反，我們著眼於自產的物品，如木地板或瓷磚。一個適度的選擇是使用模組化內部，以便輕鬆改變佈局。
- 提供個人儲存空間 - 這包括壁櫥、架子、櫥櫃以及類似的內建儲存空間。為了方便存取，這些都整合到私人生活空間中。對於長期儲存，可以根據需要提供模組化社群儲存空間。傳統壁櫥和擱架的替代方案是提供移動/旋轉儲存單元，這些單元在體積效率上更高。例如，閣樓儲存空間可以使用二維模組網格，並透過天花板艙口垂直輸送。然後，可以透過從平板電腦上選擇物品並等待系統將該模組重新排列到適當位置並將其降低來檢索物品。
- 提供社群空間 - 我們假設總居住空間的 20% 用於社群使用，而不是私人使用。這包括會議室、餐廳、娛樂設施、辦公室、零售區以及人們可以選擇度過的任何其他公共區域。傳統上，這些是與私人生活空間分開的，但混合用途建築是另一種選擇，就像模組化空間可以在需要時重新分配一樣。
- 提供傢俱和裝飾品 - 我們包括所有未在其他功能中涵蓋的活動物品。由於這些是個人偏好，我們假設它們由居民選擇，或由居民帶來，並用剩餘資金購買或由生產部門製作。它們的種類可能過於多樣，無法進行詳細的設計，但我們可以指定質量和體積限制以規劃生產能力。
- 提供非防護性服裝 - 這是出於個人原因而不是防護原因而選擇的服裝。傳統的選擇是從現有供應商處購買服裝。服裝材料的生產高度機械化，組裝使用低成本勞動力，因此很難改進。此外，材料是柔性的，使自動化成為一項挑戰。我們將考慮其他想法，但預設將是購買它們。
這包括教育、娛樂和一般資訊（例如新聞、天氣等）。現代計算機和網路功能非常強大，因此我們假設該地點有一個共享的 IT 系統，用於提供資訊功能、設計和生產控制，而不是為每個目的提供專用裝置。為居住部分設計定製 IT 裝置可能不具有成本效益，因此我們將假設這些裝置是購買的。傳統方法是與外部建立商用連線，並在內部建立有線和無線網路。該系統應該能夠託管該地點的自定義軟體，但幾乎所有現代 IT 硬體都能滿足這一點。
運輸的主要劃分是根據所運送物品的型別，因為每種型別都有不同的處理要求。運輸還可以大體上分為傳統和非傳統替代方案。它還分為進出該地點的外部運輸和該地點內部的內部運輸。劃分的原因是，我們無法修改外部運輸基礎設施，例如道路，而內部運輸可以根據我們的選擇進行設計和建造。
一種通用的選擇是，是否要擁有用於多種用途的通用運輸車輛、專用車輛或可以適應不同任務的模組化車輛。例如，傳統的皮卡車和拖拉機以及拖掛車可以服務於多種貨物型別。車輛的動力來源（即燃料或電力）是另一組選擇，對動力來源有影響。最後，製作還是購買是運輸的一種選擇 - 在本地製作多少車輛，從無，到部分製作和部分購買零件，到完全本地生產。
在地點內部，要建造多少傳統與定製的固定運輸基礎設施是另一個選擇。由於我們可以控制地點的設計，因此我們可以使用標準道路、管道和輸送機，或者考慮使用架空、鐵路或地下運輸網路。這些可以減少對土地的影響和麵積要求。我們還可以考慮為運輸提供電力或無線電力，而不是燃料動力。
- 移動運輸
一個模組化系統將包括一個框架、驅動輪/腿、一個動力系統和各種附件。傳統的農業拖拉機將框架和動力系統整合到一個單元中，但我們可以考慮整合式與獨立式單元。一個關鍵的附件將是一個被拖在主單元后面的手推車。由於負載大小和質量將在不同的任務之間有所不同，我們的設計很可能會有幾個尺寸。更大的負載可以透過將兩個單元連線在一起來管理，要麼是兩個在前面，要麼是前面和後面連線在一起。一個主要的選擇是將基本運輸單元與機器人附件（感測器、計算機、通訊和動力操縱器）結合起來。然後，它可以服務於一些生產功能，如製造、組裝和儲存。
對於電力選項，我們可以考慮模組化的電池組來擴充套件續航里程或在需要時進行更換，軌道或架空電源觸點，以及使用太陽能或無線電源的可移動充電/電源站。風能可能需要過多的錨固才能便攜。對於燃料選項，我們需要燃料供應，要麼隨身攜帶，要麼根據需要運送到車輛，要麼車輛返回加油站。對於所有選項，準備好的道路與開闊的田野和森林可以承受不同的接觸壓力，並且具有不同的粗糙度，因此在模組化設計中，可能需要根據需要更換輪式、履帶式和腿式驅動系統。
- 固定運輸
傳統的方案是使用道路與移動車輛結合，進行本地運輸，直至到達建築物的門口，有時甚至進入建築物內部。這會消耗大量的空間和建造成本。一個替代方案是使用架空電纜或軌道系統來減少地面佔用面積，並將地面騰出來用於其他用途，包括綠地，以獲得更好的視野。這可以與主電源分配以及運輸路徑上方或下方的太陽能電池板相結合，以進一步減少地面佔用面積。另一種選擇是輕軌，它比道路佔用更少的地面面積，儘管它可能需要更多的地方準備。陡峭的路線將需要齒輪或其他輔助裝置以防止滑動。同樣，其他用途可以在同一條路線中結合使用以減少佔用面積。與傳統的道路一樣，架空或軌道系統可以根據需要延伸到建築物內部。最後一個選擇是將運輸路徑和公用設施線路埋入地下。傳統的水管和汙水管是固定的管道，但在一定距離內，如果將移動油罐與地下運輸隧道相結合，則進行運輸可能是有意義的。將道路埋入地下具有視覺上的吸引力，但它限制了物理尺寸，並且具有大量的開挖和安裝成本。
這包括運輸到和從該地點運輸的散裝物資，後者是用於銷售或設立新地點的生產產出。散裝物品是指那些需要大量體積，並且對環境和運輸本身的影響的保護程度較低的物品。如果散裝運輸的需求不高，可能不值得擁有專門的裝置，因此一個選擇是根據需要租用散裝運輸。相反，由於該地點擁有製造能力，並且散裝運輸工具可以是簡單的設計，因此製造此類物品可能相當經濟。
這包括需要較高水平的保護，以防止天氣、衝擊或振動以及其他極端條件影響的非人類貨物。保護可以透過在散裝運輸中新增覆蓋物、容器和襯墊來提供，或者使用與人類相同的車輛型別。
顯而易見的起始方法是使用現有的傳統車輛將人員送往和從該地點接送，因為大多數人已經可以使用此類車輛。然後，選項圍繞何時以及在多大程度上過渡到其他型別的車輛而展開。
這些物品需要封閉的容器或固定管道進行交付。典型的例子包括水、天然氣和液態燃料，如汽油和柴油。
這包括所有形式的所有型別的資料，包括電子和非電子資料。法律權利和金錢透過資料傳送，因此也包含在這裡。
在對特定生產功能和替代設計選項進行建模以滿足我們的需求目標之前，我們將首先從一般意義上了解先進的生產技術。這些技術並非完全是新的，但其程度和範圍高於一般用於開發新地點的技術，並將它們整合在一起是一種新穎的方式。設計挑戰是如何最好地將這些技術結合到一個不斷發展的地點中。解決這一挑戰的一種方法是考慮每個技術領域的所有功能，包括該地點的層級結構以及連線它們的流程。這很繁瑣，但可以確保不會錯過機會。
在我們第一頁的最初討論中，我們提出了從一個啟動套件中進行自我擴充套件的概念，也稱為**種子工廠**。由於地球上的製造業多種多樣，擁有許多生產流程，並且可能的組合幾乎是無限的，因此啟動套件中使用什麼並不明顯。我們可以確定幾種選擇此類集合的方法
- 逆向工程
這種方法從完成的位置向後工作，以確定構建和維持該位置所需的生產要素。反過來，這些生產要素被檢查以確定構建它們需要什麼，遞迴地識別先決條件要素和外部供應，以達到合理的起點。我們將使用它作為我們的主要方法，因為我們知道我們想要的終點是支援一定數量的人，並具有確定的效能目標。
**常見材料作為輸出** - 另一種方法是從文明中使用的已知常見材料反推，例如木材、基礎金屬、陶瓷、混凝土、散裝岩石、玻璃和塑膠，以及電能和熱能。
- 正向工程
另一種方法是從一個假設的起點開始，看看它是否能夠充分成長為我們的完成地點，然後根據在成長路徑上發現的任何缺失或剩餘專案來改進起點。對於正向方法，問題就變成了你假設什麼起點？可能的起點包括農場和機器車間。兩者都以製造更多自己的東西而聞名 - 植物和動物可以製造更多自己，機器工具也是如此。其他起點是為了最大限度地提高產量或最小化啟動尺寸，因為這些與評估標準有關。另一種方法是從小額投資開始，並隨著時間的推移購買裝置，這可以最小化啟動的複雜性。所有這些不同的方法都可以導致一個或多個設計概念，然後進行最佳化和比較。
我們將使用這種方法作為第二種方法，因為任何給定的起點可能無法達到預期的最終目標，因此可能代表著浪費的努力。然而，一旦透過逆向方法確定了某些生產要素（例如食物或能源），我們就可以考慮它們在正向方向上還能用於什麼。由於我們已經確定它們至少滿足了其中一個最終目標，因此從它們向前工作不太可能浪費努力。儘管正向方法存在不確定性，但我們列出了許多可能的起點，並認識到您可以在給定設計中使用它們的混合。
農場作為起點 - 這種方法是生物性的，因為生物體能夠複製自身（即額外的裝置）並且能夠提供最終輸出（例如來自樹木的木材）。我們將把“農場”的概念概括為不僅包括行作物，還包括所有生物產品，包括動物、木材和使用微生物的現代生物技術產品。一個問題是生物生產是否可以利用非生物技術。即使是最簡單的農場也需要工具，現代農場使用相當複雜的裝置，這使您更接近機器車間而不是花園。值得考慮的一個生物選擇是木材。鋸木廠本身大部分可以用木材製成，儘管需要電源和一些金屬部件來加工原木。
機器車間作為起點 - 由於機器車間可以製造更多機器，因此這種方法從裝置齊全的機器車間的庫存開始，並將庫存精簡為每個功能的初始機器組。大型車間通常會為類似任務配備多臺機器，原因是零件規模、專業化或總產量。作為起點，您可以假設每種功能只需要一種型別。藉助於對運動軸的計算機控制、自動換刀器和托盤，一臺機器可以完成相當複雜的工作。這包括製作它們並非為其最佳設計的形狀。新增到基本機器上的附件還可以擴充套件它可以完成的工作範圍。
歷史作為起點 - 在文明發展過程中，技術以某種順序出現。這種方法從早期技術開始，並依次新增更現代的技術。
產量作為起點 - 另一種方法是考慮哪些入門套件物品相對於其尺寸可以產生最大的產量。這種方法試圖最大化早期增長率，並將產出的多樣性保留到後期。
最小尺寸作為起點 - 這種方法試圖透過使用較小的裝置來最小化初始成本，並假設您可以製作副本或更大的單元來增長到所需的容量。
金錢作為起點 - 雖然投資可能看起來不符合種子工廠的概念，但來自投資的收入可以支援人類需求，而收入最終來自一般經濟中的某種生產活動。可以把它看作是對現有工廠所有權的替代。換句話說，與其建造一家新工廠，不如透過投資購買一家現有工廠或等價物。我們將主要使用它作為比較點。如果我們無法設計出一家硬體導向的種子工廠比投資得分更高，那麼最佳途徑是先投資，然後利用投資的成果透過購買擴充套件裝置來發展。以金錢起步的優點是簡單。
我們對金錢方法的初始比較點是 **Trading Direct** 的經紀賬戶，投資 75,000 美元，存入保證金賬戶，槓桿率為 25%（總投資 100,000 美元），購買 **Helios 高收益基金** 的股票。截至 2012 年中期，這將產生 8% 的回報，即投資金額每年 8,000 美元。保證金利息為 25,000 美元保證金餘額的 3.75%，即每年 937.50 美元。這留下了 7,062.50 美元的淨收入，初始投資的總回報率為 9.42%。稍後，我們可以在一系列選項中改變初始點，將其與我們其他設計方法進行比較。
- 方法的綜合
在綜合方法中，我們將上述每種方法都視為提供入門套件和擴充套件套件的候選者，然後比較候選者並選擇最佳者。
模組化設計
[edit | edit source]模組化概念具有多個方面。一個是複製 - 結構元素或生產機器的複製，以便增長可以是增量的。另一個是標準介面 - 因此可以靈活組合各種元素。第三個是靈活性 - 設計機器和其他元素以隨著時間的推移進行擴充套件、附件和升級。
複製
[edit | edit source]零件和最終產品的複製是現代生產的一個常見特徵，大約從 1800 年開始。例如，在建築施工中，標準框架木材、膠合板和混凝土砌塊允許對建築尺寸進行一般規範，而無需單獨定義每個部件。然而，複製通常不適用於工廠級別。工廠流程通常是為特定產品和生產率定製設計的。我們將尋找在我們的生產設計中應用複製的領域。一些想法包括
- 模組化基礎和樓板，以便更容易地擴充套件建築物
- 複製太陽能聚光器或風力渦輪機以供電
- 共享公共框架和電機設計的機床
介面
[edit | edit source]對於我們的建築設計和內部佈局，我們將假設 0.25、0.50 和 1.00 米的基本尺度，模組尺寸最大為 1.25、2.50 和 6.00 米，以基本尺度的增量進行。模組尺寸之間會有一些重疊。最大的模組用於放置建築物位置和入口，而最小的模組用於放置儲存和過道等。
多功能機器
[edit | edit source]考慮為靈活度而設計，就會出現使用一些非常通用的初始機器的可能性，這些機器配備靈活的附件，因此可以完成多項任務。這使得它們在設計上是模組化的，並且可以透過複製、製造更大的版本或製造更專業的機器來擴充套件。此類通用機器在特定任務上的效率可能不如專用機器，但它可以減少啟動時的裝置數量。完整的附件集可能最初不可用，您可以透過在內部製作零件來擴充套件。一些候選者如下所示
多軸數控機床設定 - 在 F.2.1.1.1.5 製造零件下列出的通用車間機械具有許多類似的特徵，包括圍繞多個軸的受控線性運動和旋轉運動。有可能將它們的功能組合成一臺通用的數控機床。一個示例配置是帶有可互換臺面或托盤的龍門銑床。對於銑削操作，使用普通檯面來固定工件。對於車削操作，使用帶有旋轉安裝座和電機的檯面。透過新增可互換的頭部，裝置可以從銑削轉換為 3D 印表機型別擠出、複合材料鋪設、等離子切割機或其他任務。此類多功能機器過去曾為愛好者商業化生產，因為它們節省了電機數量和框架重量。商業車間傾向於使用專用機器以獲得更高的精度或尺寸容量，以及能夠並行完成多個任務的能力。
太陽能熔爐設施 - 在 F.2.1.1.2 供電下描述的太陽能熔爐是另一個潛在的多功能裝置，透過改變焦點處的物體，它可以實現發電和其他高溫工藝。在雲層較多的地區，它需要用風能或太陽能電池板來補充，以便在陽光集中的情況下無法滿足需求時使用。
模組化生產大樓 - 建築物通常不被認為是機器，但如果使用模組化設計和靈活的位置，可以根據需要設定、重新佈置和拆卸工業流程，甚至可能在自動控制下進行。這種建築需要強大的材料處理，例如模組化手推車或雙軸龍門起重機系統（多個平行軌道）。給定這樣的設計，建築物可以幫助它自己建造，現有部分可以支援擴充套件。
靈活的車輛/機器人 - 標準農場拖拉機是現有靈活車輛的示例。透過交換附件，它們可以完成各種各樣的任務。我們將這個想法擴充套件到幾個方面。一個是使用更廣泛的尺寸和負載容量。農業拖拉機是尺寸範圍的上限，公用車輛和手推車可以在多個附件中獲得類似的處理。另一個擴充套件是除了人工操作員外，還增加了機器人和遠端控制功能。
通用化工廠 - 大型商業化工廠非常專業化，並且永久性地建立起來進行特定的工藝。這裡的可能性是實驗室的半工業版本，其中設定和工藝很容易改變。這將透過執行單一任務的模組來實現，這些模組可以根據需要進行交換或重新連線。由於化學品種類繁多，以及它們與哪些容器相容，因此需要一個良好的資料庫來確保安全執行。
正如研究的初始討論中提到的，我們希望使用更少稀有和集中資源，更多通用和分散式資源。這可以避免來自遙遠且獨特的採礦地點的運輸成本，以及那些正在枯竭的資源的稀缺成本。廣泛分佈的資源示例包括海水、世界各地常見的普通岩石、當地土壤和植物、空氣和水，以及太陽能和風能。對於特定的溫帶地區，這些資源的一部分將在當地獲得。生產過程和最終產品的總體設計可以考慮到這一點，透過選擇更本地化和適合當地供應的選項。
高品位礦石通常用於加工單一或少數產品。減少使用低品位資源的能源成本的一種方法是將它們加工成多種產品，從而分攤固定採礦成本，並在一定程度上實現加工能源的回收利用。我們仍然可能需要比平均水平更多的能量，因此充足的電力供應應成為設計目標。此外，我們應該設計靈活的材料加工，以適應隨著地點擴張而出現的當地資源變化。由於我們最初的溫帶地區預計靠近現有的發達地區，我們可以將廢料、垃圾和廢物視為一種當地資源，並看看使用它們是否經濟可行。
我們首先要考慮的特定資源包括：
- **當地岩石型別** - 這包括常見的型別，如石灰石和花崗岩。在選擇我們地點的土地時，我們更希望該地區的地質多樣化，理想情況下有幾個正在運營的礦山或採石場。碎石或尺寸石材無需進一步加工即可用作建築材料，但像 F.2.1.1.1.4 中所示的煅燒和碳熱還原等工藝可以獲得更有價值的產出。具體的工藝將取決於源岩石。
- **當地土壤和植物** - 首先用於種植有機物。當地的木材通常可以以低廉的價格作為立木獲得，因此選擇樹木繁茂的林區是最佳選擇。最初的建設可能需要比後來更多的木材，因此在收穫了一些林區後，這些土地可以用於其他任務，而其餘的林區則可以繼續生長，以備後用。一些農田可以用於早期的糧食生產，直到安裝更先進的方法，例如自動化溫室和工程微生物。應認真考慮使用生物炭、岩石粉塵和經處理的汙泥外部供應來改善土壤。地下土的另一個用途是用於穩定夯土建築。
- **空氣和水** - 這些資源可能經常被忽視，但除了它們顯而易見的用途外，它們還可以為化學工藝提供氮、氧、氫和二氧化碳。
- **太陽能和風能** - 利用低品位資源的關鍵是充足的能量來為加工提供動力。我們將研究太陽能熱能、太陽能光伏、生物燃料和風力發電機的組合，並具有足夠的儲能來彌合低產出時期。風力發電塔，可以到達當地森林上方並攜帶多個較小的渦輪機，是一種從給定土地中獲得多種用途的選項。
設計迴圈利用的一種方法是考慮每個功能的質量輸出流，並考慮如何將它們返回到更早的生產階段。另一種方法是考慮廢物處置成本，首先檢查成本最高的廢物，並將它們與回收成本進行比較，將避免的投入視為成本效益。第三種方法是修改物品的設計，將不可回收的輸出轉換成可回收的輸出。增量設計變化將與回收帶來的節省進行平衡。我們將採用這些方法的組合來嘗試確定良好的機會。要特別關注的流程包括：
- **水** - 使用過的水流是人類活動的大量輸出。我們將考慮分流，將廚房和衛生廢水排入一個流，將洗衣和化學廢水排入另一個流。第一個可以更容易地用於有機生產，而第二個則需要不同的處理才能提供清潔水和可能的化學資源。
- **二氧化碳** - 任何大量的 CO2 輸出都應檢查是否可以捕獲以用於化學過程或增加有機物的生長。
- **維修和改造** - 一定比例的機器和居住元素將需要維修、更換或升級和改變偏好。在它們可以回收的範圍內，它可以減少廢物流。
- **外部廢物** - 通用資源和迴圈利用之間的重疊是使用附近發達地區的廢料、垃圾和廢物作為各種過程的投入。這裡有廉價來源的相對高質量資源的潛力，因此至少應該進行調查。它還可以減少該地點的淨廢物流量。金屬廢料、垃圾填埋場廢物和經處理的汙泥就是例子。
正如第 1 頁的初始討論中提到的，生產和控制的分佈不是必需的，而是現代通訊和運輸所提供的選擇。我們應該在多大程度上將它用於我們的地點將取決於需要權衡的許多因素。
- **個人偏好** - 專案參與者和地點居民應該對地點的設計和運營有發言權。這被確定為總體專案目標之一：**1.3 選擇**。有些人會更喜歡在現場工作，而另一些人則可能希望避免上下班的時間和成本，或者出於各種原因住在不同的地點。
- **產能** - 一個正在建設的新地點可能沒有能力在附近支援足夠的人口。
- **安全** - 許多生產任務都可能存在危險，例如伐木以獲得木材。遠端操作伐木裝置可以降低個人風險。
- **經濟優勢** - 遠端操作員能夠更容易地在不同地點之間轉移任務，並且由於他們生活在不同的時區，因此每天可以操作裝置的時間更長。減少對現場基礎設施、供暖和冷卻的需求，減少現場人員數量。將生產地靠近供應來源，以便只運輸成品，而不是散裝材料。能夠根據需要以更小的增量獲得土地。
- **經濟劣勢** - 與大型建築相比，小型建築在相同總面積的情況下，表面積更大。這需要更多的材料來建造，也需要更多的能量來加熱和冷卻。分離的功能之間運輸時間和成本增加。
使用分散式運營的早期場景是在地點建設開始之前，專案參與者還沒有成為居民，因為居住區還沒有建成。專案裝置，如設計軟體和施工工具，可以在個人家中進行分配。較大的物品可以放置在以前的第 0 階段技術開發地點。一個臨時分級和生產地點，例如租賃的建築物，可以在永久地點正在建設期間使用。因此，運營是分散式的，因為還沒有一個單一的地點可以放置所有東西。
在這個場景中，人們根據時間允許，以臨時的方式聚在一起，並透過現有的網際網路和無線方式進行溝通以計劃工作。定製軟體可能允許對裝置進行一些遠端和半自動化操作。遠處的參與者可以貢獻資金或已完成的物品，並在建設開始後將它們交付到永久的新地點。使用現有裝置生產用於出售的物品可以幫助為以後的收購提供資金。隨著地點的發展，人們開始成為居民，遠端和自動化工作的數量將逐漸轉變為最終狀態。這種場景的優勢是不需要提前制定總體規劃。計算機和網路仍在快速發展，因此任何長期計劃都可能在完全實施之前過時。似乎更有意義的是瞭解分佈程度與集中程度之間的利弊，並隨著專案的進展應用這種理解。