سكايلر تيبيتس: هل بإمكاننا صنع أشياء تصنع ذواتها؟

أود أن أريكم مستقبل الطريقة التي نصنع بها الأشياء. أعتقد أنه عما قريب ستكون بناياتنا وآلاتنا ذاتية التجميع، بتكرار وإصلاح ذواتهم. وبالتالي سأعرض عليكم ما أعتقد أنه الوضع الحالي للتصنيع، ومن ثم مقارنة ذلك ببعض الأنظمة الطبيعية.

إذن في الوضع الحالي للتصنيع، لدينا ناطحات سحاب -- سنتان ونصف، 500,000 مليون قطعة، معقدة نوعا ما، تكنولوجيا فولاذ وزجاج وخرسانة جديدة ومثيرة. لدينا آلات مثيرة للاهتمام يمكنها أخذنا إلى الفضاء -- خمس سنوات، 2,5 مليون قطعة.

لكن من الجهة الأخرى، إن نظرنا إلى الأنظمة الطبيعية، لدينا بروتينات والتي تتوفر على مليوني نوع، تستطيع أن تتضاعف في 100,000 نانو ثانية، أو حمض نووي بثلاثة مليارات قاعدة أزواج نستطيع نسخه في حوالي ساعة واحدة. وبالتالي هناك كل هذا التعقيد في أنظمتنا الطبيعية، لكنها في غاية الكفاءة، أكثر فعالية بكثير من أي شيء قد نبنيه، أكثر تعقيدا بكثير من أي شيء يمكننا أن نبنيه. هي أكثر فعالية بكثير فيما يتعلق بالطاقة. تكاد لا ترتكب أخطاء أبدا. وتستطيع إصلاح ذواتها طيلة فترة حياتها.

إذن هناك شيء في غاية الأهمية فيما يتعلق بالأنظمة الطبيعية. وإن استطعنا ترجمة ذلك إلى بيئتنا المبنية، فهناك بعض الإمكانات المثيرة للاهتمام في الطريقة التي نبني بها الأشياء. وأظن أن السبيل إلى ذلك هو التجميع الذاتي.

إذن إن أردنا استخدام التجميع الذاتي في محيطنا المادي، أعتقد أن هناك أربع عوامل رئيسية. أولها هي أننا نحتاج إلى فك شيفرة كامل تعقيد ما نريد بناءه -- أي بناياتنا وآلاتنا. ونحتاج إلى فك ذلك إلى متسلسلات بسيطة -- الحمض النووي لكيفية اشتغال بناياتنا أساسا. ثم نحتاج إلى أجزاء قابلة للبرمجة يمكنها أخذ تلك المتسلسلة واستخدامها للانكماش أو إعادة التشكيل. نحتاج إلى طاقة تمكن من تفعيل ذلك، تسمح للأجزاء بأن تنكمش انطلاقا من البرنامج. ونحتاج إلى نموذج متكرر لإصلاح الأخطاء لنضمن أننا بنينا بنجاح ما نريده.

إذن سأقوم بعرض عددا من المشاريع التي أشتغل عليها أنا وزملائي في MIT لتحقيق هذا المستقبل الذاتي التجميع. أول اثنين هما الماكروبوت والديسيبوت. إذن هذه المشاريع هي روبوتات قابلة لإعادة التشكيل على نطاق واسع -- بروتينات بطول 8 أقدام و12 قدما. مضمنة لأجهزة ومجسات كهربائية وميكانيكية. نقوم بفك تشفير ما نريدها أن تنكمش إليه، إلى متسلسلة من الزوايا -- إذن سالب 120، سالب 120، 0، 0 120، سالب 120 -- شيء من هذا القبيل؛ إذن متسلسلة من الزوايا أو الدورانات، وترسل تلك المتسلسلة عن طريق السلسلة. كل وحدة تأخذ رسالتها -- إذن سالب 120. تدور بما يوافق ذلك، تتحقق مما إذا وصلت هناك ومن ثم تمررها إلى جارتها.

كذلك هؤلاء هم العلماء المتألقون، المهندسون والمصممون الذين اشتغلوا على هذا المشروع. وأظن أنه يسلط الضوء فعلا على السؤال: هل هذا حقا قابل للقياس؟ أقصد، الآلاف من الدولارات والكثير من ساعات العمل صرفت لإنتاج هذا الروبوت بثمانية أقدام. هل نستطيع حقا أن نوسع نطاق هذا؟ هل نستطيع حقا تضمين روبوتات في كل جزء؟ التالي يطرح التسأول اعلاه وينظر إلى الطبيعة السلبية، أو يحاول سالبا التوفر على برمجية إعادة تشكيل. لكنه يذهب خطوة نحو الأمام، ويحاول التوفر على حوسبة فعلية. تقوم أساسا بتضمين لبنة البناء الأساسية في الحوسبة، البوابة المنطقية الرقمية، مباشرة في الأجزاء.

إذن هذه بوابة NAND. لدينا رباعي سطوح والذي هو البوابة والذي سيقوم بإجراء الحوسبة، ولدينا رباعيا سطوح مدخلين. أحدهما هو المدخل من المستخدم، ونحن نقوم ببناء اللبنات. والآخر من اللبنة السابقة التي وضعت. ومن ثم تعطي ناتجا في الفضاء الثلاثي الأبعاد. وبالتالي ما يعنيه هذا هو أنه بإمكان المستخدم أن يبدأ في توصيل ما يريد من اللبنات القيام به. يقوم بحساب ما كانت تقوم به سابقا وما قلت أنك تريدها القيام به. والآن يبدأ في التحرك في الفضاء الثلاثي الأبعاد -- هكذا صعودا أو هبوطا. إذن في الجهة اليسرى، مدخلة [1,1] تساوي ناتج 0، والذي يذهب للأسفل. في الجهة اليمنى، مدخلة [0,0] هي ناتج 1، والذي يذهب للأعلى. وهكذا ما يعنيه هذا حقا هو أن بنياتنا الآن تتوفر على مخططات ما نريد بناءه.

وبالتالي تكون كل المعلومات حول ما تم بناءه مضمنة فيها. ويعني ذلك أنه يمكننا الحصول على نوع من التكرار الذاتي. في هذه الحالة أسميه التكرار الموجه الذاتي، لأن البنيات تتوفر على المخططات الدقيقة. إن كان لديك أخطاء، يمكنك تعويض جزء. كل المعلومات المحلية مضمنة لتخبرك كيف تصلحه. وبالتالي يمكنك أن تتوفر على شيء يقوم بالتسلق ويقرأه ويمكنه أن ينتج واحدا إلى واحد. إنها مضمنة مباشرة؛ ليست هناك تعليمات خارجية.

أيضا آخر مشروع سأريكم إياه يدعى السلاسل المتحيزة، وهو على الأرجح أكثر مثال مثير لما نتوفر عليه حاليا من الأنظمة الذاتية التجميع غير الفعالة. وبالتالي يأخذ قابلية إعادة التشكيل والقابلية البرمجية ويجعلها نظاما خامل تماما. وهكذا لدينا أساسا سلسلة من العناصر. كل عنصر متطابق تماما، وهي منحازة. إذن كل سلسلة، أو كل عنصر، يريد الدوران يمينا أو يسارا. وبالتالي أثناء تجميع السلسلة، أنت تقوم أساسا ببرمجتها. تخبر كل وحدة ما إذا كان عليها الدوران يمينا أو يسارا. وهكذا حين تهز السلسلة، تنطوي آنذاك إلى أي ترتيب برمجتها عليه -- وبالتالي في هذه الحالة، لولب، أو في هذه الحالة، مكعبان بجانب بعضهما البعض. وهكذا يمكنك أساسا برمجة أي شكل ثلاثي الأبعاد -- أو أحادي الأبعاد أو ثنائي الأبعاد -- في هذه السلسلة بطريقة خاملة تماما.

وبالتالي ما الذي يخبرنا هذا حول المستقبل؟ أعتقد أنه يخبرنا أن هناك إمكانيات جديدة للتجميع الذاتي والتكرار والإصلاح في بنياتنا المادية ومبانينا وآلاتنا. هناك قابلية برمجية جديدة في هذه الأجزاء. ومن ذلك لدينا إمكانيات جديدة في الحوسبة. سيكون لدينا حاسوب فضائي. تخيلوا إن كانت بناياتنا وجسورنا وآلاتنا وكل أطوابنا قادرة على الحساب. تلك قدرة حسابية رائعة ومتوازية وموزعة، إمكانيات تصميم جديدة. وبالتالي إمكانيات مثيرة لهذا. إذن أعتقد أن هذه المشاريع التي أريتكم هي فقط خطوات بسيطة نحو هذا المستقبل، إن قمنا بإنجاز هذه التكنولوجيات من أجل عالم جديد ذاتي التجميع.

شكرا لكم.

(تصفيق)