نيل جرشنفلد حول مختبرات فاب

كان هذا اللقاء حقاً حول الثورة الرقمية، لكني أريد المحاججة أن ذلك قد تمّ بالفعل. لقد ربحنا. لقد مررنا بثورة رقمية لكننا لسنا بحاجة للمحافظة على هذا النمط. وأرغب بالنظر لما بعد ذلك، لأنظر في نتائج ما بعد الثورة الرقمية. لذا، دعوني أبدأ بإستشراف المستقبل. هذه بعض المشاريع التي أشارك فيها اليوم في MIT، نبحث فيما يأتي بعد الحواسيب.

المشروع الأول، إنترنت زيرو، هاهنا -- هذا هو مخدم ويب بكلفة وتعقيد تقنية RFID (تحديد الهويه باستخدام موجات الراديو)-- حوالي دولار أمريكي-- التي يمكن أن توجد في كل لمبة كهربائية ومقبض باب، وهذا يتم تحويله لسلعة تجارية بسرعة كبيرة جداً. والشئ المثير حوله ليس السعر. بل الطريقة التي تُرمّز بها الإنترنت. إنها تستخدم نوع من شفرة مورس للإنترنت بحيث تستطيع الإرسال ضوئياً. يمكنك التواصل سمعياً عبر خط الكهرباء، عبر موجات الراديو. إنها تأخذ المبدأ الأصلي للإنترنت، الذي هو حواسيب موصولة ببعضها، والآن تسمح للأجهزة بالتواصل مع بعضها البعض. بحيث نستطيع أخذ الفكرة كاملةً التي قادت لميلاد الإنترنت ونقوم بتحويل العالم الفيزيائي إلى هذه الإنترنت زيرو، هذه الإنترنت من الاجهزة.

إذاً هذه هي الخطوة التالية من هناك إلى هنا، وهذا يتم تسويقه اليوم. الخطوة التالية بعد ذلك هو مشروع الحواسيب المماثلة (قابلة للإستبدال). البضائع المتداولة في الإقتصاد يمكن توسيعها والمتاجرة بها. إذاً فنصف مقدار من الحبوب مفيد جداً، لكن نصف طفل أو نصف حاسب آلي لا فائدة منه مقابل طفل كامل أو حاسب آلي كامل، لقد كنا نحاول جعل الحواسيب تعمل بتلك الطريقة. لذا، ترون نموذج على الخلفية. كان هذا من أطروحة الطالب، بيل ويتاو، الآن يعمل في إنتل، الذي تساءل لماذا، عوضاً عن صنع رقائق أكبر وأكبر، لم لا نصنع رقائق أصغر، ونضعها في وسيط لزج، ونقوم بجعل الحوسبة تقدّر بالجنية أو بالبوصة المربعة. وهذا ما ترونه هنا. على اليسار كان حاشية تم ترجمتها عبر جهاز حاسب تقليدي، وعلى اليمين حاشية تم ترجمتها عبر النموذج الأول الذي صنعناه، لكن بدون إطار عازل، أو معالج إدخال وإخراج، أو أي من هذه الأشياء-- بل هذه المادة فقط. خلافاً لهذه الشاشة حيث تم وضع النقاط بصورة حذرة، هاهي المادة الخام. إذا وضعت مقدار الضعف منها، تحصل على مقدار الضعف من العرض. إذا قمت بإطلاق نار من بندقية في المنتصف، لن يحدث شئ. إذا أردت موارد أكثر، فقط تقوم بطلب حواسيب أكثر.

لذا، تلك خطوة بعد هذا -- لحوسبة المواد الخام. ما يزال هذا بوحدة "بت" تقليدية، والخطوة التالية بعد هذا -- هذا نموذج أولي في المختبر، هذا فيديو سريع التصوير تم إبطاؤه. الآن، دمج الكيمياء في الحوسبة، حيث القطع والفقاقيع. يعرض هذا صنع "البتتات"، وهذا يعرض... مرة أخرى، تم إبطاؤها بحيث تستطيعون رؤيتها، تتفاعل البتتات لتقوم بعمليات منطقية وضرب وقسمة. الآن يمكننا حساب أن الناتج يرتّب المادة وكذلك المعلومات. وفي نهاية المطاف، هذه بعض الشرائح من بدايات المشروع الذي أنجزته، الحوسبة حيث يتم تخزين البتات بميكانيكيا الكم في أنوية الذرات، بحيث تعيد البرمجة ترتيب بنية الجزيئات النووية. كل هذه في المختبر تتقدم أكثر وأكثر، ليس من قبيل المجاز بل حرفياً تندمج البتات والجزيئات، ويقود هذا للتعرف الذي يليه.

جميعنا قد شهد الثورة الرقمية، لكن ما هو ذلك؟ حسناً، نقلنا شاننون، في أربعينات القرن الماضي، من هنا إلى هنا: من كون الهاتف عبارة عن سماعة موصولة تقل كفائتها مع المسافة للإنترنت. وقد أثبت أول نظريات الكم (threshold theorem) وهي إن قمت بإضافة معلومات ثم حذفتها من الإشارة، يمكنك الحوسبة بكفاءة بدون الحوجة لجهاز قوي(مكتمل). وحينئذ حصلنا على الإنترنت. فعل فون نيومان في الخمسينات نفس الشئ مع الحوسبة. لقد أثبت أنك يمكن أن تحصل على حاسب غير مستقر لكنه يستعيد حالته لتحسينها. كان هذا آخر حاسب تناظري ضخم في معهد MIT: محلل تفاضلي، وكلما شغلته أكثر، كلما أصبحت الإجابة بعيدةً من الصواب

وبعد فون نيومان، كان لدينا نتيوم، حيث أصبحت مليارات الترانزيستورات مستقرة مثل أول واحد منها. وكل تخليقاتنا في هذا الجزء السفلي على اليسار. مصنع طائرات حديث الطراز يدور شمع معدني في معدن مثبّت، أو ربما تذويب بعض البلاستيك. إن تخليق شريحة سعرها 10 دولارات يستخدم ما يناظر حرفيّ قرية كاملة -- فأنت تقوم بنشر الأدوات وتخبزها. كل الذكاء خارجي بالنسبة للنظام. ليس للمواد أي معلومات. لقد سمعتم بالأمس شيئاً عن الأحياء الجزيئية، التي تقوم بحسابات البناء. وهي نظام معالجة للمعلومات. لقد شهدنا ثورة رقمية في الإتصالات والحوسبة، لكن بكل دقة نفس الفكرة ونفس الحسابات التي قام بها شانون وفون نيومان، لم تخرج للعالم الفيزيائي. لذا، فقد أُلهم زملاء في هذا البرنامج -- مركز البتات والجزيئات في أم آي تي -- التي هي مجموعة من الناس مثلي، الذين لم يعرفوا حدود بين العلوم الفيزيائية وعلوم الحاسوب. وقد استطرد أكثر لأقول أن علوم الحاسوب هي أحد اسوأ الأشياء التي قد تحدث للحواسيب أو للعلوم -- (ضحك) --لأن شرعة علوم الحاسوب -- الكثير منها عظيم لكن شرعة علوم الحاسوب قامت بتجميد نموذج الحوسبة قبل أوانه بناء على تكنلوجيات كانت متاحة عام 1950 والطبيعة تمثّل حاسوباً أقوى بكثير من ذلك.

ستستمعون غداً لساول غيريفس. لقد كان أحد أول الطلاب يظهر عبر هذا البرنامج. لقد بدأنا معرفة كيف يمكن أن نحسب للتخليق. لقد كان هذا مجرد إثبات لمبدأ أثبته للبلاط الذي يتفاعل مغناطيسيا، حيث قام بكتابة برنامج، أشبه بطيّ البروتين، الذي يحدد هيكلها. وعليه ليس هناك إستيعاب من أداة قياس، فالمواد نفسها تقوم بالبرنامج المناسب لهيكلها بنفس الطرق التي يتخلق بها البروتين. وعليه يمكنك على سبيل المثال فعل ذلك. يمكنك فعل أشياء أخرى. ثنائية الأبعاد. وتعمل أيضاً في الأبعاد الثلاثية. الفيديو في الجزء الأعلى على اليمين -- لن أعرضه لقصر الزمن -- يظهر إستنساخ ذاتي، قولبة، شئ يمكن أن يصنع شيئاً يمكن أن يصنع شئ آخر، ونحن ربما نفعل ذلك الآن، تسعة أضعاف المقدار. تلك الأفكار أُستخدمت لإظهار أن أفضل دقة ومعدل مباشر للحمض النووي لصنع كائن، في تشغيل عناقيد نانو مع أحماض بيبتايد التي تقوم ببرمجة تجمعها. أشبه بالمغناطيس، لكنها الآن على قياس نانو متر. ماكينات الليزر الماكرو: هي طابعات ثلاثية الأبعاد تقوم بتخليق رقمي أنظمة تشغيلية، حتى إنشاء المنشآت، ليس عبر المخططات، بل بالحصول على جزء من الشفرة لهيكل البناء.

وهناك أمثلة مبكرة في المختبر لتكنلوجيات حديثة لرقمنة التخليق. لا تتحكم الحواسيب في الأدوات بل الحاسبات نفسها هي الأدوات، حيث يقوم يكون مخرجات البرنامج هي إعادة تنظيم الجزيئات وكذلك البتات. الآن، لفعل ذلك -- وبفضل أموال ضرائبكم ، شكراً لكم -- أشتريت هذه الآلات. وطورنا مقترح مقنع لجمعية العلوم الوطنية. أردنا أن نقدر على صنع أي شئ في أي طول جميعها في مكان واحد، لأننا لا نستطيع فصل التخليق الرقمي بالتخصص أو بحجم الطول. لذا فقد وضعنا سويةً كاتبات أشعة نانو وقاطعات مياة سوبر سونيك و أنظمة محمس ديمر بماكينات بحجم المايكرو.

لكن واجهتني مشكلة. بمجرد حصولي على هذه الماكينات كنت أقضي وقتاً طويلاً في تعليم الطلاب كيفية استخدامها لذا بدأت تدريس منهج ، يسمى " كيف يمكنك صنع أي شئ تقريباً." ولم يعني هذا أن أكون إستفزازياً، لقد كان لبعض الباحثين. وبدى أول يوم في الدرس هكذا جاء مئات الطلاب يطلبون الفرصة ويقولون كنا طوال حياتنا نتوق لهذا الفصل الدراسي، وسأفعل أي شئ لأحضره. ثم يسألون، هل يمكنك تدريسه في أم آي تي؟ يبدو مفيداً جداً! ثم بعد ذلك -- (ضحك) -- الشئ المفاجئ أنهم لم يكونوا هناك من أجل البحث لقد كانوا هناك ليتمكنوا من صنع الأشياء لم يكن لديهم أي خلفية تقنية معتادة وبنهاية الفصل الدراسي قاموا بتجميع مهاراتهم

سأريكم الفيديو القديم. كانت كيلي هي النحات، وهذا ما فعلته أثناء مشروع الفصل الدراسي.

(فيديو): كيلي: مرحباً، أنا كيلي وهذا هو صديقي في الصراخ. هل حدث أن وجدت نفسك في وضعية أنك تريد الصراخ بالفعل، لكن لا يمكنك ذلك بسبب العمل، أو أنك في فصل دراسي، أو تقوم برعاية أطفالك، أو في أي وضعية حيث ليس مسموحاً لك بذلك؟ حسناً، صديقي للصراخ هو مكان محمول للصراخ. عندما يصرخ المستخدم داخل صديقي للصراخ، فان صرختهم يتم إخراسها ويتم تسجيلها أيضاً لإطلاقها لاحقاً، متى وكيف ما أراد المستخدم. (صراخ) (ضحك) (تصفيق)

لابد أن إينشتاين سيُعجب بهذا هذا الطالب صنع مستكشف إنترنت للببغاوات يمكّن الببغاوات من إستكشاف الإنترنت والتحدث مع الببغاوات الأخرى هذا الطالب صنع ساعة بمنبه تصارعها لتثبت أنك صاحي، هذه هي التي تقاوم -- ملبس يقاوم فضاءك الشخصي هذا ليست تقنية للاتصالات إنها تقنية لمنع ذلك هذا جهاز يجعلها ترى الموسيقى هذا الطالب صنع آلة تقوم بصنع الآلات وقد صنعها عبر طوب ليغو يقوم بالحوسبة بعد عام فقط -- وقد أدركت أن الطلاب كانوا يعرضون الأدلة للتخليق وهي نتاج لسوق يناسب شخص واحد فانت لست بحاجة لهذا مقابل ما تحصل عليه في متجر وول مارت أنت بحاجة لهذا لما يجعلك متفردا مقولة كين أولسن الشهيرة، يحتاج أي شخص لحاسوب في البيت لكنك لا تستخدمه لقوائم الجرد والكشوفات ديك هي الآن تويز التي أفلست. فانت لست بحاجة للتخليق الشخصي في البيت لشراء ما يمكنه شراؤه لأنه يمكنك شراؤه أنت بحاجة له ليجعلك متفردا، تماماً مثل التصنيع للشخص وعليه في المقابل، فما تطلب 20 مليون دولار اليوم، بعد 20 سنة من الآن يمكن أن يصنع ناسخ ستار تريك يمكن أن يصنع أي شئ وقد إختطف الطلاب كل الآلات التي أشتريتها لإنشاء تخليقات شخصية

اليوم، عندما تنفق ذلك الحجم من أموالك فهناك متطلبات حكومية لتقوم بفصول توعية، الذي يعني عادةً فصول في المدارس المحلية، موقع إنترنت، أشياء ليست مثيرة لذا فقد عقدت صفقة مع مديري برنامج المؤسسة الوطنية للعلوم بدلاً من الحديث عنه، سأعطي الناس الأدوات لم يكن المقصود هو الإستفزاز أو الأهمية لكننا نضع هذه المختبرات الفاب. وهي تساوي ما قيمته 20 ألف دولار من الادوات التي تساوي تقريباً ما كانت تفعله 20 مليون دولار قاطع ليزر للقيام بعملية تجميع وضغط يتناسب مع ثنائية وثلاثية الأبعاد وقاطع علامة لحبك النحاس في الكهرمغنطيسية بحجم ميكرون وآلة طحن دقيقة يتحكم فيها عبر الأعداد لهيكل دقيق، أدوات برمجة مقابل أقل من دولار متحكمات بدقة 100 نانو ثانية. وتمكّنك من العمل من المايكرونات والمايكروثانية ولأعلى، وقد أنتشرت عبر العالم. لم يكن هذا في الحسبان، لكنها أنتشرت من داخل من مدينة بوسطن إلى بوبال في الهند، إلى سكوندي- تاكورادي في ساحل غانا إلى سوشانغيوزي في مدينة في جنوب أفريقيا حتى الشمال البعيد في النرويج، تقوم بالكشف عن، أو تساعد في إسترعاء الإنتباه للفارق الرقمي وقد نجد حواسيب غير مستخدمة في كل هذه الأماكن مزارع في قرية ريفية -- وطفل بحاجة لقياس وتعديل العالم، ليس فقط الحصول على المعلومات عبر الشاشة حيث أن هناك حقاً فوارق في المعدات والتخليق أكبر بكثير من الفارق الرقمي والطريقة التي تكشف بها ذلك ليس عبر تقنية المعلومات لكن بتطويرها للجماهير

لذا ففي مكان وآخر يليه شهدنا نفس التقدم: أن علينا فتح أحد مختبرات الفاب هذه، حيث لم نكن فعلنا ذلك -- وهذا جنوني حقاً لتفكر به. لم نكن قد فكرنا لهذه الدرجة، بأننا سننجذب لهذه المناطق، وأننا سنفتحها. والخطوة الأولى كانت مجرد تمكين يمكنك رؤية وجوههم، وهذه المتعة، إن أستطعت فعلها. هذه الفتاة في مدينة بوسطن التي قد باعت للتو مركبة عالية التقنية بيع للمنتوجات اليدوية عند الطلب في مركز مجتمع المدينة إن الأمر يبدأ من مسودات تعليم تقني جادة غير رسمية، خارج المدرسة. في غانا قمنا باعداد أحدى هذه المختبرات لقد صممنا شبكة مجسات، ويأتي الأطفال ويرفضون مغادرة المختبر وهذه الفتاة أصرت على البقاء حتى أواخر الليل-- (فيديو): أطفال: أحب مختبرات فاب -- أولى لياليها في المختبر لأنها كانت بصدد صنع مجس لذا فقد أصرت على تخليق اللوحة، وتعلم كيفية توصيلها وتعلم كيفية برمجتها. مالذي تفعله أو لماذا تفعله، لكنها عرفت أنها تفعل هذا الشئ. وأن هناك شيئاً إلكترونياً حول الأمر كان هذا في وقت متأخر 11 مساء وأعتقد أنني كنت الوحيد الذي دُهش عندما قامت ببناء والعمل لأول مرة كنت أعرض هذا على مهندسين في شركات كبرى، ويقولون أنهم لا يستطيعون فعل ذلك. أي شئ تقوم بفعله، يمكنهم فعله بصورة أفضل لكنها منتشرة عبر العديد من الناس والأماكن ولا يمكنهم في الظهيرة فعل ما تفعله الفتاة في منطقة ريفية في غانا. (فيديو) : فتاة: أسمي فالينتينا كوفي، وأبلغ الثامنة من العمر لقد صنعت لوحة تراص ومجدداً، كان هذا مجرد متعتها.

ثم بدأت هذه المختبرات في حلحلة مشاكل عويصة -- أجهزة زراعية في الهند، مولدات بخار لحفظ الطاقة في غانا، هوائيات عالية الإستقطاب في حاسوب مستخدم ثم بدأت الأعمال في التنامي مثل صنع هذه الهوائيات وأخيراً، بدأ المختبر في فعل الإبتكارات نحن نتعلم منهم أكثر مما نعطيهم كنت أعرض لأطفالي في مختبر الفاب كيفية إستخدامه ثم أبتكروا طريقة لفعل حزمة البناء باستخدام مربع من الورق المقوى-- الشئ الذي كما ترون هناك، يتحول لعمل تجاري -- لكن تصميمهم كان أفضل من تصميم ساول في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إذاً، هناك ثلاث طلاب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يعدون رسالتهم في تكبير حجم عمل الأطفال 8 سنوات لأن لديهم تصميمات أفضل إبتكارات حقيقية تحدث في هذه المختبرات

وفي العام الماضي كنت أقضي الوقت مع رؤساء الدول وقادة الجيش وزعماء القبائل الذين يريدون هذا، وظللت أقول، لكن هذا ليس شيئاً كاملاً مهلاً، بعد 20 عاماً سيكتمل وأخيراً حصلت على المستجدات. هذه كرنيجان وريتشي يبتكرون نظام يونكس على معالج بيانات مبرمجة PDP جاء المعالج PDP ما بين حقبة الحواسيب الضخمة والصغيرة كان سعرها عشرات الآلاف من الدولارات، وصعبة الإستخدام لكنها أحدثت فرقاً في إيصال الحوسبة لمجموعات العمل وكل ما نفعله اليوم يحدث هناك مختبرات الفاب هذه بكلفة وتعقيد ال PDP إن توقعات التخليق الرقمي ليست توقعات للمستقبل. نحن الآن في حقبة ال PDP لقد تحدثنا بأصوات خافتة عن الإكتشافات العظيمة حينئذ لقد كانت فوضوية للغاية وواضح للعيان مالذي يجري ونحن اليوم بنفس الروح في حقبة الحواسيب الصغيرة للتخليق الرقمي المشكلة الوحيدة لذلك هي أنها تكسر حواجز الجميع

في واشنطن، أزور أي وكالة ترغب في الحديث في منطقة الخليج، أذهب لأي منظمة يمكنكم التفكير بها جميعهم يرغب بالحديث عن ذلك، لكنها تكسر حواجز مؤسساتهم. في الواقع، ليس قانونياً لهم في كثير من الأحوال، تزويد العامة بالمعدات للإنتاج عوضاً عن إستهلاك التكنلوجيا وهذه المشكلة كبيرة بحيث أن الإبتكار النهائي الذي يأتي من هذا المجتمع يدهشني إنها هندسة إجتماعية. حيث أن المختبر في أقصى شمال النرويج -- ذلك الشمال الأقصى حيث تقبع أطباق الأقمار الصناعية على الأرض عوضاً عن السماء لأن الفضاء هناك -- نمى المختبر أكثر بكثير من الحظيرة الصغيرة التي كان فيها كان هناك لأنهم أرادوا العثور على حيوانات في الجبال لكنه نمى كثيراً، حتى بنوا قرية أكبر من أجل المختبر هذه ليست جامعة، وليست شركة أيضاً، إنها قرية للإبتكارات، إنها قرية للمهمشين في المجتمع وهؤلاء ظلوا يترعرعون حول مختبرات الفاب هذه في كل أرجاء العالم

لذا توجّب أن ينقسم هذا البرنامج إلى مؤسسة غير ربحية مؤسسة فاب لدعم توسعة المشروع، و دعومات رأسمال مجازف الشخص الذي يدير المؤسسة يصفها بكل لطف بأنها معدات تصنع معدات، تحتاج لأعمال تصنع أعمال: إنها حلقة ما بين التمويل الأصغر ورأس المال المجازف ثم الشراكة البحثية مع معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ليجعل الأمر ممكنا

لذا أرغب في أترككم مع هاتين الخاطرتين هناك تغيير مياه في المساعدات، من نموذج أعلى لأسفل في مشروعات ضخمة لنموذج من أسفل لأعلى، من الجذور، تمويل أصغر يستثمر في الجذور بحيث يحصل الجميع على ما ينفعهم وينجح لكننا ما نزال ننظر للتكنلوجيا كمشاريع ضخمة من أعلى لأسفل الحوسبة، الإتصالات، الطاقة لبقية سكان الكوكب هذه مشاريع ضخمة من أعلى لأسفل إذا كانت هذه القاعة مليئة بالأبطال الأذكياء بما يكفي، يمكنك حل كل المشاكل إن الرسالة القادمة من مختبرات فاب هي أن بقية الخمس مليارات نسمة في كوكب الأرض ليسوا مجرد مستهلكي تقنية. إنهم مصادر للتقنية وأن الفرصة الحقيقية هي أن نجني القوى المبتكرة للعالم لتصميم وإنتاج حلول محلية للمشاكل المحلية أعتقدت أن هذا هو توقع ل 20 عاماً في المستقبل لكن هذا ما نحن عليه اليوم إنها تكسر كل أسوار المؤسسات التي يمكن التفكير بها الشئ الأصعب في هذه المرحلة هو الهندسة الإجتماعية والهندسة المؤسساتية، لكن الأمر هنا اليوم.

وأخيراً، إن أي حديث مثل هذا حول مستقبل الحوسبة يظل مطلوباً لإثبات/نفي قانون موراي، لكن نسختي المفضلة -- هذا هو قانون غوردون موراي الأصلي من الورقة الأصلية -- وما حدث هو، سنة بعد سنة، لقد توسعنا وتوسعنا وتوسعنا وتوسعنا، وتوسعنا أكثر وأكثر، وتوسعنا، وتوسعنا أكثر وأكثر، ويوجد خطأ يلوح في الأفق حول ما سيحدث عند نهاية قانون موراي. إن الخطأ النهائي قادم لكننا سنقدّر هذا الإنتقال من الثنائي الأبعدا، للثلاثي الأبعاد من برمجة البتات والجزيئات، وضح أن قانون موراي يتوسع من الخطأ النهائي إلى الميزة النهائية إذاً ، فنحن على حافة ثورة التخليق الرقمية هذه، حيث سيكون مخرجات البرامج الحاسوبية هي العالم الفيزيائي. لذا، فهذين المشروعين مجتمعين يجيبان على الأسئلة لم اسأل بحرص. لقد برهن الفصل في معهد MIT أن التطبيق للتخليق الشخصي في العالم المتقدم هي التكنلوجيا لسوق من شخص واحد: التعبير الشخصي في التكنلوجيا وذلك يلامس الشغف خلافاً لأي شئ رأيناه في التكنلوجيا لزمن طويل. والتطبيق المبرهن لبقية الكوكب هو الأجهزة والفارق التخليقي- عبر المختبرات- : يطوّر الناس حلولاً محلية لمشاكل محلية. شكراً لكم.