Saul Griffith fala sobre invenções do dia-a-dia

Então, quem sou eu? Eu geralmente falo para as pessoas, quando me perguntam "O que você faz?", eu falo: "eu faço hardware", porque convenientemente isso abrange tudo o que eu faço. E recentemente eu mencionei isso para um investidor de risco num evento no Vale do Silício, e ele respondeu: "Que esquisito!"

(Risos)

E eu fiquei sem saber o que responder. Eu deveria ter dito algo inteligente. E agora já tive um pouco mais de tempo para pensar sobre isso, e eu teria dito: "Bem, você sabe, se olharmos para os próximos 100 anos e nós vimos todos estes problemas aqui nos últimos dias, a maioria dos grandes problemas como água limpa, energia limpa e ambos são intercambiáveis sob diversos aspectos, e materiais mais limpos e funcionais, todos me parecem ser problemas de hardware. Isso não quer dizer que devamos ignorar o software, ou informação, ou computação. E isso é provavelmente sobre o que eu vou tentar falar para vocês.

Essa apresentação será sobre como fazemos coisas e quais são as novas maneiras que usaremos no futuro para fazer coisas. O TED manda bastante "spam" se você é um palestrante dizendo "faça isso, faça aquilo", preencha tais formulários, e no final você não sabe ao certo como eles irão descrevê-lo, e me ocorreu que eles pudessem me apresentar como um futurista. E eu sempre tive ressalvas sobre o termo futurista, porque você parece condenado ao fracasso, pois é impossível prever o futuro. E eu estava rindo sobre isso com os colegas muito inteligentes que eu tenho, e disse "Bem, se eu tiver que falar sobre o futuro, o que ele será?" E George Homsey, um cara fantástico, disse: "O futuro é impressionante. É muito mais estranho do que você imagina. Nós iremos reprogramar as bactérias do seu intestino, e fazer seu cocô ter cheiro de menta."

(Risos)

Vocês podem achar que isso seja loucura, mas existem algumas coisas muito impressionantes que estão acontecendo que podem tornar isso possível. Isso não é o meu trabalho, mas o trabalho de alguns amigos do MIT. Isso é chamado de repositório de partes biológicas padrão. Isso é encabeçado por Drew Endy e Tom Knight e alguns outros indivíduos muito brilhantes. Basicamente, eles estão olhando para biologia como um sistema programável. Literalmente, pense em proteínas como sub-rotinas que você pode combinar para executar um programa. Isto está se tornando uma idéia muito interessante. Isto é um diagrama de estados. É um computador extremamente simples.

Esse aqui é um contador de 2 bits. Que é o equivalente computacional de dois interruptores de luz. E isto está sendo desenvolvido por um grupo de estudantes em Zurique para uma competição de design biológico. E a partir dos resultados da mesma competição do ano passado, uma equipe de estudantes da Universidade do Texas programou uma bactéria para que possam detectar luz e ligá-la e desligá-la. Isso é interessante pois agora pode-se criar comandos do tipo "se isso, faça aquilo" em materiais, em estruturas. Essa é uma tendência bastante interessante. Porque nós estávamos acostumados a viver num mundo onde todos diziam fluentemente, a forma segue a função, mas eu acho que cresci num mundo -- você ouviu ao Neil Gershenfeld ontem, eu estava em um laboratório associado com o dele -- onde é realmente um mundo onde as informações definem a forma e a função.

Eu passei seis anos pensando sobre isso, mas para mostrar a vocês o poder da arte sobre a ciência -- este é, na verdade, um dos quadrinhos que eu escrevi. São chamados Howtoons. Eu trabalho com um fabuloso ilustrador chamado Nick Dragotta. Levou seis anos, para mim, no MIT, e esse tanto de páginas para descrever o que eu estava fazendo, e levou para ele apenas uma página. E então este é nosso mascote -- Tucker. Ele é um menininho interessante -- e sua irmã, Celine -- e o que eles estão fazendo aqui é observar o auto-agrupamento do seu Cheerios em sua vasilha de cereais. E, de fato, você pode programar o auto-agrupamento dessas coisas, de forma que comece com bordas de chocolate, mudando a hibrofobicidade e hidrofilicidade. Teoricamente, se você programá-los suficientemente, você poderia fazer coisas bem interessantes e fazer uma estrutura complexa. Neste caso, ele fez a auto-replicação de uma estrutura 3D complexa. E isto é o que eu pensei por um bom tempo, porque é como nós atualmente fazemos as coisas. Isto é um wafer de silício, e essencialmente que é apenas um punhado de camadas bidimensionais de material, meio que uma por cima da outra. A novidade é -- sabe, as pessoas vão dizer, perto de 65 nanometros agora.

À direita, está uma radiolara. É um organismo unicelular que está por todo oceano. E elas produzem coisas de mais ou menos 20 nanometros, e é uma estrutura 3D complexa. Nós poderíamos fazer muito mais com computadores e coisas em geral se soubéssemos como construir coisas desta forma. O segredo da biologia é, ela constrói computação ao mesmo tempo que constrói coisas. Então esta pequena coisa aqui, polimerase, é essencialmente um supercomputador projetado para replicar DNA. E este ribossoma, aqui, é um outro pequeno computador que ajuda na tradução das proteínas. Eu pensei sobre isso no sentido de que é magnífico construir sobre materiais biológicos, mas nós conseguimos fazer coisas similares? Podemos ter comportamentos do tipo auto-replicantes? Podemos ter uma estrutura complexa em 3D construída automaticamente em sistemas inorgânicos? Porque há algumas vantagens em sistemas inorgânicos, como semi-condutores de alta velocidade, etc.

Assim, este é um pedaço de meu trabalho sobre como você faz um sistema autônomo auto-replicantes. E isto não é uma espécie de vingança de Babbage. Estes são pequenos computadores mecânicos. São máquinas de estados com cinco estados. Então, é como três interruptores de luz alinhados. Em um estado neutro, eles não se ligarão de forma alguma. Agora, se fizermos uma cadeia deles, uma cadeia de bits, eles serão capazes de replicar-se. Então começamos com branco, azul, azul, branco. Isso codifica; agora irá copiar. De um, surgem dois, e então de dois surgem três. E desta forma você tem uma espécie de sistema de replicação. Foi um trabalho, na realidade, de Lionel Penrose, pai de Roger Penrose, o rapaz dos padrões. Ele fez muito do seu trabalho na década de 60, e então muito desta teoria de lógica foi deixada de lado quando entramos na revolução do computador digital, mas agora está voltando.

Agora vou mostrar-lhes a auto-replicação autônoma sem interferências. Nós acomapanhamos no vídeo a cadeia inicial, que era verde, verde, amarelo, amarelo, verde. Nós colocamos ela nessa mesa de hockey com ar. Sabe, a ciência de ponta usa mesas de hockey com ar --

(Risadas)

-- e se você olhar isso por muito tempo você ficará tonto, mas o você está vendo, na verdade, são cópias da cadeia original emergindo do monte de partes que você tem ali. Então temos a replicação autônoma de uma cadeia de bits. Mas porque você iria querer replicar uma cadeia de bits? Bem, acontece que na biologia há este outro meme muito interessante, que você pode pegar uma cadeia linear, que é uma coisa conveniente para a cópia, e pode dobrá-la arbitrariamente em uma estrutura 3D complexa. Assim como eu estava tentando compreender o lado do engenheiro: Podemos construir um sistema mecânico com materiais inorgânicos que faça a mesma coisa?

Então o que eu estou mostrando aqui é que você pode pegar uma forma em 2D -- o B -- construí-la com uma cadeia de componentes que segue regras extremamente simples. E todo o ponto de usar regras extremamente simples aqui, e as máquinas de estados extremamente simples do design anterior, é que você não precisa de lógica digital para fazer a computação. E desta forma você pode escalar coisas muito menores do que microchips. Você pode literalmente usá-los como pequenos componentes no processo de construção.

Neil Gershenfeld mostrou-lhes este vídeo na quarta-feira, creio eu, mas vou mostrar-lhes novamente. Esta é literalmente a sequência colorida destes padrões. Cada cor diferente tem uma polaridade magnética diferente e a sequência é especificada unicamente na estrutura que está surgindo. Agora, esperamos, que aqueles que conhecem alguma coisa de teoria dos grafos possa olhar para isto, e isto vai convencê-lo de que pode também criar uma estrutura arbitraria em 3D, e de fato, sabe, posso agora pegar um cachorro, desmontá-lo e então reconstruí-lo em uma cadeia linear que se dobrará em uma sequência. E agora posso realmente definir este objeto tridimensional como uma sequência de bits. Sabe, é um mundo muito interessante quando você começa a ver o mundo de maneira um pouco diferente. E o universo agora é um compilador. E estou pensando sobre o que são os programas para programar o universo físico? E como pensamos sobre materiais e estruturas, como informações e problemas computacionais? Não apenas onde você encaixa um micro-controlador na terminação, mas que a estrutura e os mecanismos são a lógica, são os computadores.

Sendo totalmente absorvido por esta filosofia, eu comecei a ver muitos problemas de uma maneira um pouco diferente. Com o universo como um computador, você pode olhar para esta gota d'água como tendo feito as computações. Você define um conjunto de condições limitantes, como a gravidade, a tensão superficial, densidade, etc, e então pressiona executar, e magicamente, o universo produz uma lente esférica perfeita. Assim, isso realmente aplicado ao problema -- há meio bilhão a um bilhão de pessoas no mundo que não tem acesso a óculos baratos. Vocês poderiam criar uma máquina que poderia fazer uma lente de qualquer receita médica rapidamente no lugar? É uma máquina em que você literalmente define uma condição limite. Se é circular, você faz uma lente esférica. Se é elíptica, você pode fazer uma lente para astigmatismo. E você pode por uma membrana em que se você aplicar pressão -- essa é uma parte extra do programa. E literalmente com apenas estas duas entradas -- a forma de sua condição de limite e a pressão -- você pode definir um infinito número de lentes que cobrem o espectro de erros refrativos humanos, de dioptrias de menos 12 a mais 8, até quatro dioptrias cilíndricas. Então literalmente, agora você tem um monômero. Eu vou fazer uma Julia Childs aqui. Isto são três minutos de luz ultra-violeta. E se você reverter a pressão na sua membrana depois de cozida. Ela estourará. Eu vi este vídeo, mas ainda não sei se irá terminar bem.

(Risadas)

E você reverte isso. Este é um filme antigo, então com os novos protótipos, ambas as superfícies são flexíveis, mas isso mostra o ponto. Agora que finalizamos a lente, você pode literalmente estourá-la. O Yves Klein do próximo ano, óculos neste formato. E você pode ver que tem uma receita comum de menos duas dioptrias. E eu rotaciono isso contra este controle lateral, você vai ver que ele tem um cilindro, e que estava programado -- literalmente na física do sistema. Este tipo de pensamento sobre as estruturas como computação e esteruturas como informações leva-nos a outros pensamentos, como isto.

Isso é algo que meu pessoal no SQUID Labs estão trabalhando no momento, chamado de corda eletrônica. Então, literalmente, pense numa corda. Ela tem uam estrutura muito complexa na sua tecitura. E em uma carga, é uma estrutura. Com uma carga diferente, é uma estrutura diferente. E você pode realmente explorar isto colocando um pequeno número de fibras condutoras para realmente serem um sensor. E agora temos uma corda que conhece a carga na corda em qualquer ponto particular dela. Apenas pense na física do mundo, materiais como computadores, você pode começar a fazer coisas como essa.

Eu vou avançar um pouco aqui. Eu acho eu vou apenas comentar casualmente os tipos de coisas que eu penso com isso. Uma coisa que eu estou realmente interessado neste momento é, como, se você está realmente tomando este ponto de vista do universo como um computador, como fazemos as coisas em um sentido bem geral, e como deveríamos compartilhar a forma como fazemos as coisas no geral da mesma forma como compartilhamos hardware de código aberto? E muitas das palestras aqui expuseram os benefícios de se ter muitas pessoas olhando para os problemas, trocando informações e trabalhando nessas coisas em conjunto. Então, uma coisa conveniente sobre ser humano é que você move-se linearmente no tempo, a menos que Lisa Randall mude isso, continuaremos a nos mover linearmente no tempo. Isso quer dizer que qualquer coisa que você faça, ou construa, você produz uma seqüência de passos -- e eu acho que Lego nos anos 70 pegou isso, e eles fizeram isso da forma mais elegante. Mas eles podem mostrar como construir coisas na seqüencia. Então, estou pensando em como podemos generalizar a maneira pela qual fazemos todos os tipos de coisas, e você termina com esse tipo de coisa, certo? E eu acho que isso se aplica a uma grande amplitude -- tipo, um monte de conceitos.

Sabe, Cameron Sinclair falou ontem: "Como eu faço todos colaborarem no projeto gobal de habitações para a humanidade?" E se você viu a Amy Smith, ela falou sobre como você pega estudantes do MIT para trabalhar com comunidades no Haiti. E eu acho que nós temos que como redefinir e repensar como definimos estruturas e materiais e a construção das coisas, de forma que possamos realmente compartilhar a informação em como você pode fazer essas coisas de uma forma mais profunda e construir sobre o código aberto das estruturas dos outros. Eu não sei ainda como fazer isso, mas, sabe, é algo que está sendo pensado ativamente.

Sabe, isso nos leva a algumas questões como, isso é um compilador? É uma sub-rotina? Coisas interessantes como essas. Talvez eu estou sendo um pouco abstrato demais, mas sabe, isso é tipo de -- retornando para nossos personagens cômicos -- isso é como o universo, e uma perspectiva diferente do universo que eu penso que será muito difundida no futuro -- de biotech para contrução de materiais. Seria muito bom ouvir Bill Joy. Eles estão começando a investir na ciência de materiais, mas essas são as novidades na ciência de materiais. Como colocamos informações reais e estruturas reais em novas idéias, e ver o mundo de uma forma diferente? E não será o código binário que define os computadores do universo -- é um tipo de computador analógico. Mas isto é definitivamente uma nova e interessante visão de mundo.

Eu fui muito longe. Então parece que é isso. Eu provavelmente tenho alguns minutos para perguntas, ou posso mostrar -- acho que eles também falam que eu faço coisas extremas na introdução, então posso explicar isso. Então talvez farei isso com este vídeo curto.

Essa é realmente uma pipa de 300 metros quadrados, que também é uma superfície de energia mínima. Então voltando para aquela gota, novamente, pensando sobre o universo de um novo modo. Esta pipa foi projetada por um cara chamado Dave Kulp. E por que você iria querer uma pipa de 300 metros quadrados? E essa é uma pipa do tamanho da sua casa. E você iria querer ela para puxar barcos rapidamente. E tenho trabalhado nisso, também, com alguns outros rapazes. Mas sabe, é uma outra forma de olhar para -- se você abstrair novamente, esta é uma estrutura que está definida na física do universo. Você pode apenas usá-la como lençol para a cama, mas novamente, a computação de toda a física lhe dará uma forma aerodinâmica. E você pode realmente quase dobrar a velocidade de seu barco com sistemas como estes. Então esse é um tipo de outros aspectos interessantes do futuro.

(Aplausos)