Skylar Tibbits: Képesek vagyunk önmagukat előállító dolgokat létrehozni?

Ma meg szeretném mutatni, hogy a jövőben hogyan hozunk majd létre különböző dolgokat. Azt gondolom, hogy az épületeink és a gépeink hamarosan önszerveződők lesznek, megismétlik és kijavítják magukat. Megmutatom nektek tehát, hogy szerintem mi is a gyártás mai helyzete, és összevetem néhány természetben előforduló rendszerrel.

A gyártás jelenlegi helyzete szerint egy felhőkarcoló két és fél év alatt épül fel, úgy ötszázezer-egymillió részből, meglehetősen összetett, új és izgalmas fém-, beton- és üvegtechnológiákkal. Vannak izgalmas gépeink, melyek felrepítenek az űrbe, öt év alatt állnak össze két és fél millió alkatrészből.

Másfelől viszont, ha megfigyeljük a természeti rendszereket, ott vannak a proteinek a maguk kétmillió típusával, melyek 10 000 nanomásodperc alatt terelődnek össze, vagy a DNS a maga hárommilliós bázispárjával, ami durván egy óra alatt megismétlődik. Ez a komplexitás ott van tehát a természeti rendszerünkben, és roppant hatékonyak, sokkal nagyobb mértékben, mint bármi, amit mi, emberek építünk, sokkal összetettebb mindennél, amit felépíthetünk. Sokkal hatékonyabb energiafogyasztás szempontjából. Aligha fordul elő, hogy hibáznak. Meg tudják hosszabbítani saját élettartamukat.

A természeti rendszerek tehát felettébb érdekesek. Ha le tudjuk ezt fordítani a megépített környezetünkre, akkor izgalmas lehetőség rejlik az építkezési módozatokban. Azt hiszem, ehhez az önszerveződés a kulcs.

Ha tehát valamilyen önszerveződést akarunk érvényesíteni a fizikai környezetünkben, négy kulcstényezővel kell számolnunk: Az első az, hogy dekódolnunk kell mindazt az összetettséget, amiből építkezni akarunk, vagyis az épületeinket és a gépeinket. Egyszerű sorozatokká kell dekódolnunk őket, ami alapjában véve az épületeink működésének DNS-e. Programozható részekre van szükségünk, amelyek elvihetik ezt a sorozatot és felhasználhatják az összehajtására és az újrakonfigurálására. Ennek aktiválásához és a részeknek a programhoz igazodásához szükség van némi energiára. Továbbá szükségünk van valamiféle hibajavítási redundanciára ahhoz, hogy biztosítsuk azt, hogy sikeresen felépítsük, amit akarunk.

Mutatni fogok tehát néhány olyan projektet, amin a kollégáimmal az MIT-n dolgozunk az önszerveződő jövőért. Az első kettő a MacroBot és a DeciBot. Ezek a projektek tehát széles skálájú újrakonfigurálható robotok, 2,5, valamint 3,6 méter hosszú proteinek. Mechanikus elektromos készülékekkel, szenzorokkal vannak ellátva. Dekódolod, hogy ez mit ölel fel, szögek szakasza tehát negatív 120, negatív 120, 0, 0, 120, negatív 120 -- valami ilyesmi; szögek vagy kanyarok szakasza, amit a húron át küldesz el. Minden egységnek megkapja a maga üzenetét - negatív 120. Ott forog egy sort, leellenőrzi, hogy odaért-e, majd átadja a szomszédjának.

Ezek tehát a nagyszerű tudósok, mérnökök, tervezők, akik ezen a projekten dolgoztak. És azt hiszem, mostanra már a napnál is világosabb: Tényleg mérhető ez? Úgy értem, dollárok ezreibe, emberek tömkelegének munkaidejébe tellett, hogy megépítsék ezt a két és fél méteres robotot. Valóban megmérhető ez? Tényleg mindenhova beépíthető robotika? A következő kérdés passzív természetűnek tűnik vagy passzívan próbálja meg újrakonfigurálni a beprogramozhatóságot. Egy lépéssel azonban tovább megy, és pontos számításokba bocsátkozik. Tulajdonképpen a számítástechnika legalapvetőbb építőelemeit foglalja magába, a digitális logikai kaput, egyenesen a részeidbe.

Így ez egy NAND kapu. Egy tetrahedronod van, ami a kapud, és a számításaidat végzi majd, és van két bemeneti tetrahedronod. Egyik a felhasználótól származó bemenet, ebből építkezel. A másik pedig az előző építőkocka. Ekkor pedig egy 3D-s kimenetet kapsz. Ez tehát azt jelenti, hogy a felhasználó elkezdheti betáplálni azt, hogy mit csináljanak az építőelemek. A számítások abból adódnak, amit előzőleg csinált és amire te utasítottad. Most pedig elkezd három dimenziós térben mozogni, így felfele és lefele. A bal oldalon tehát [1,1] a bemenet megegyezik a 0 kimenettel, ami lefele megy. A jobb oldalon [0,0] bemenet megegyezik 1 kimenettel, ami felfele megy. Ez pedig nem jelent mást, mint hogy a szerkezeteink most tartalmazzák a tervezett építményünk tervrajzát.

Magukban foglalják tehát az összes lehetséges megszerkesztett információt. Ez pedig azt jelenti, hogy lehetséges valamiféle önreplikáció. Ebben az esetben saját vezérlésű replikációnak nevezem, mert a szerkezeted tartalmazza a pontos tervrajzokat. Ha hibáid vannak, ki lehet cserélni az adott részt. Az összes helyi információ bele van építve, hogy elmondja, hogy hogy kell megszerelni. Van tehát valamid, ami felmászik és elolvassa és egyenként kimenetet tud produkálni. Egyenesen van beépítve; nincsenek külső instrukciók.

Az utolsó projektnek, amit most bemutatok, az a neve, hogy Biased Chains, és valószínűleg a jelenlegi legizgalmasabb példánk a passzív önszerveződési rendszerekre. Újrakonfigurálható és programozható és ezáltal teljesen passzív rendszerré teszi. Ily módon elemek láncai állnak rendelkezésedre. Minden elem teljesen egyforma és ferde. Minden lánc, vagy minden elem jobbra vagy balra akar elmozdulni. A láncot összeszerelve tehát tulajdonképpen programozol. Meghatározod, hogy az egyes egységek jobbra vagy balra kanyarodjanak. Amikor pedig megrázod a láncot, bármelyik beprogramozott konfiguráció szerint összetekeredhet, ebben az esetben például spirállá, ebben az esetben két egymás melletti kockává. Tulajdonképpen programozhatsz bármilyen háromdimenziós, egydimenziós illetve kétdimenziós formát ebbe a láncba, teljesen passzívan.

Miről árulkodik ez a jövőt illetően? Szerintem arról, hogy vannak új lehetőségek a fizikai szervezeteink, épületeink és gépeink önszerveződésére, replikációjára és reparációjára. Új programozási lehetőségek vannak ezeken a területeken. Innentől kezdve pedig új lehetőségek nyílnak a számítástechnikában. Lesz térbeli számítástechnikánk. Képzeljük el azt, hogy az épületeink, a hídjaink, a gépeink és az összes téglánk képes lesz a számítástechnikára. Ez egy lenyűgöző párhuzamos és megosztott számítástechnikai erő, újfajta tervezésre nyílik lehetőség. Izgalmas kiaknázatlan területről van tehát szó. Azt gondolom, hogy a projektek, amiket most bemutattam, csupán apró lépések a jövő felé, lépések, melyeket ezeknek az új technológiáknak a bevetésével teszünk meg egy új önszerveződő világ felé.

Köszönöm.

(Taps)