Saul Griffith despre invenţiile de zi cu zi

Deci, cine sunt eu? De obicei spun oamenilor care mă întreabă "Cu ce te ocupi?", le spun, "Mă ocup cu hardware", pentru că asta cuprinde cumva în mod convenabil tot ceea ce fac. Şi recent i-am spus asta unui investitor, în mod întâmplător, la un eveniment în Valley, iar el a replicat "Ce ciudat."

(Râsete)

Şi chiar am rămas fără replică. Şi chiar ar fi trebuit să spun ceva deştept. Şi acum pentru că am avut puțin timp să mă gândesc la asta, aş fi spus "Ei bine, ştii, dacă ne uităm la următorii 100 de ani şi am văzut toate aceste probleme în ultimele zile, majoritatea problemelor mari --apa curată, energia curată -- şi acestea sunt interşanjabile în unele aspecte -- şi materiale mai curate, mai funcţionale -- mie toate îmi par a fi probleme ce ţin de hardware. Asta nu înseamnă că ar trebui sa ignorăm software-ul, sau informaţia sau calculele. Şi probabil că despre asta am să vă vorbesc.

Aşadar, această prelegere va fi despre cum facem lucruri şi care sunt noile căi prin care vom face lucruri în viitor. TED îţi trimite o groază de spam dacă ești un vorbitor, despre "fă asta, fă ailaltă" şi tu completezi toate aceste formulare, şi tu de fapt nu ştii cum te vor descrie, şi mi-a apărut rapid informaţia pe birou, că mă vor prezenta ca un futurolog. Şi întotdeauna m-a enervat termenul de futurolog, pentru că pari condamnat eşecului pentru că nu îl poţi prezice pe bune. Şi râdeam despre asta cu colegii foarte deştepţi pe care îi am, şi am spus "Ştiţi, ei bine, dacă va trebui să vorbesc despre viitor, ce-o să fie?" Şi George Homsey, un tip grozav, a spus "Oh, viitorul este extraordinar. E cu mult mai ciudat decât crezi tu. O să reprogramăm bacteria din intestinul tău, şi o să facem ca treaba mare să miroasă a mentă."

(Râsete)

Aşa că ați putea gândi că este o adevărată nebunie, dar se întâmplă nişte lucruri cu adevărat uimitoare care fac aceste lucruri posibile. Deci, aceasta nu este munca mea, dar este munca unor prieteni buni ai mei de la MIT. Acesta este registrul părţilor biologice standard. Este condus de Drew Endy şi Tom Knight şi încă alţi câţiva indivizi foarte, foarte isteţi. De fapt, ceea ce fac ei este să privească biologia ca pe un sistem programabil. Pur şi simplu, gândiţi-vă la proteine ca la subprograme pe care le poţi pune laolaltă pentru a executa un program. Acum, asta devine de fapt o idee interesantă. Aceasta este diagrama unei structuri. Acela este un computer extrem de simplu.

Acesta este un contor în doi-biţi. Acela este practic echivalentul numeric a două întrerupătoare de lumină. Şi acesta este construit de un grup de studenţi în Zurich pentru o competiție de design în biologie. Şi din rezultatele aceleiaşi competiţii de anul trecut, o echipă de studenţi de la Universitatea din Texas a programat bacteriile astfel încât să poată detecta lumina şi să o pornească sau să o oprească. Asta este interesant în sensul că acum poţi face structuri "dacă atunci pentru" în materiale, în structură. Acesta este un curent destul de interesant. Pentru că noi trăiam într-o lume unde toată lumea spunea cu ușurință că forma urmează funcţia, dar eu cred că eu am trăit într-o lume -- l-aţi ascultat pe Neil Gershenfeld ieri, eu eram într-un laborator asociat cu al lui -- o lume în care informaţia defineşte forma şi funcţia.

Mi-am petrecut şase ani gândindu-mă la asta, dar pentru a vă arăta puterea artei peste cea a ştiinţei - aceasta este de fapt o satiră pe care o scriu. Se numesc Howtoons. Lucrez cu un ilustrator fabulos numit Nick Dragotta. Mi-au trebuit şase ani la MIT şi cam atâtea pagini pentru a descrie ceea ce fac, iar lui i-a luat o pagină. Şi aceasta este muza noastră, Tucker. El este un puşti interesant -- şi sora lui, Celine -- şi ceea ce face el aici este observarea auto-asamblării cerealelor Cheerios în bolul lui. Şi de fapt poţi programa auto-asamblarea lucrurilor, aşa că el începe cu marginile înmuiate în ciocolată, schimbând hidrofobicitatea şi hidrofilicitatea. În teorie, dacă le programezi pe astea suficient, ar trebui să poţi face ceva destul de interesant si să faci o structură foarte complexă. În acest caz, el a realizat auto-replicarea unei structuri 3D complexe. Şi eu la asta m-am gândit o perioadă lungă de timp, pentru că aşa facem în prezent lucrurile. Aceasta este o placă de silicon şi în principal asta e doar o grămadă de straturi de chestii bi-dimensionale, cumva puse unele peste altele. Partea caracteristică este -- ştiţi, oamenii vor spune, [neclar] coboară acum până la 65 de nanometri,

În dreapta, acela este un radiolar. Acesta este un organism unicelular omniprezent în oceane. Şi are mărimi care pot coborî la 20 de nanometri, şi este o structură 3D complexă. Am putea face mult mai multe cu computerele şi lucrurile în general dacă am şti cum să construim lucrurile în acest mod. Secretul biologiei este că inserează calculele în modul în care face lucrurile. Aşa că acest lucru mic de aici, polimerasă, este în principal un supercomputer destinat replicării ADN-ului. Şi acest ribozom, aici, este un alt computer mic care ajută în translatarea proteinelor. M-am gândit la asta în sensul că e grozav să construim cu materiale biologice, dar putem face lucruri similare? Putem obţine comportamentul de tip auto-replicator? Putem face structurile 3D complexe să se asambleze automat în sistemele anorganice? Pentru că sunt unele avantaje ale sistemelor anorganice, cum ar fi semiconductorii de viteze mai mari, etc.

Deci, aceasta este parte din munca mea despre cum faci un sistem auto-replicator autonom. Asta este cumva răzbunarea lui Babbage. Acestea sunt mici computere mecanice. Acestea sunt maşini cu structuri în cinci poziţii. Deci, sunt cam trei întrerupătoare de lumină aliniate. Într-o stare neutră, nu se vor lega deloc. Acum, dacă fac un string din ele, un string de biţi, vor fi capabile de replicare. Aşa că începem cu alb, albastru, albastru, alb. Acum encodează; acum asta va copia. Din unu iese doi, şi apoi din doi iese trei. Şi aşa avem un soi de sistem de replicare. Îi aparține de fapt lui Lionel Penrose, tatăl lui Roger Penrose, tipul cu ţiglele. El a lucrat preponderent în anii '60, şi astfel o mare parte din această teorie logică a fost acoperită în timp ce treceam prin revoluţia computerelor digitale, dar acum revine.

Acum am să vă arăt auto-replicarea autonomă, hands-free. Aşa că am urmărit în video string-ul de input, care era verde, galben, galben, verde. Le-am declanşat pe această masă de air hockey. Știţi, ştiinţa înaltă utilizează mesele de air hockey --

(Râsete)

-- şi dacă urmăreşti treaba asta timp îndelungat ameţeşti, dar ceea ce vezi cu adevărat sunt copii ale acelui string original care apare din recipientele de părţi pe care le aveţi aici. Aşa că avem replicarea autonomă a şirurilor de biţi. Deci, de ce ai vrea să multiplici şiruri de biţi? Ei bine, se dovedeşte că biologia are un alt meme foarte interesant, şi anume că poţi lua un şir liniar, un lucru convenabil de copiat, şi îl poţi împături într-o structură 3D arbitrară complexă. Şi eu încercam să am versiunea inginerului: Putem construi un sistem mecanic cu materiale anorganice, care să facă acelaşi lucru?

Aşa că ceea ce vă arăt aici este că putem face o formă 2D -- B-ul -- să se asambleze dintr-un şir de componente care urmează reguli extrem de simple. Şi întregul sens de a miza pe reguli extrem de simple aici, şi maşinăriile cu structuri incredibil de simple din design-ul anterior, era că nu ai nevoie de logică digitală pentru a face calcule. Şi în acest mod poţi scala lucruri mult mai mici decât microcipurile. Aşa că literalmente le poţi utiliza drept componente minuscule în procesul de asamblare.

Deci, Neil Gershenfeld v-a arătat acest video, miercuri, cred, dar am să vi-l arăt din nou. Aceasta este efectiv secvenţa colorată a acelor ţigle. Fiecare culoare diferită are o polaritate magnetică diferită şi secvenţa specifică în mod unic structura care reiese. Sper că aceia dintre voi care știu ceva despre teoria grafurilor se pot uita la asta, şi asta vă va mulţumi pentru că poate face şi o structură 3D arbitrară, şi de fapt, ştiţi, acum pot lua un câine, îl pot tăia şi mai apoi reasambla astfel încât să fie un şir linear care se va împături dintr-o secvenţă. Şi acum pot efectiv să definesc acel obiect tri-dimensional drept o secvenţă de biţi. Aşa că lumea este destul de interesantă când începi să te uiţi la ea puţin diferit. Şi universul este acum un compilator. Şi acum mă gândesc care sunt programele pentru programarea universului fizic? Şi cum gândim despre materiale şi structură, ca un fel de informaţie şi problemă de calcul? Nu doar unde ataşezi un micro-controler la capăt, dar acea structură şi mecanismele sunt logica, sunt computerele.

După ce am absorbit total această filosofie, am început să privesc multe probleme puţin diferit. Cu universul drept computer, te poţi uita la această picătură de apă ca şi când a facut calculele. Setezi câteva condiţii limitative, cum ar fi gravitaţia, tensiunea de suprafaţă, densitatea, et cetera şi apoi apeşi execută, şi magic, universul produce pentru tine o lentilă rotundă perfectă. Deci, asta chiar se aplică problemei -- deci există între jumătate de miliard şi un miliard de oameni în lume care nu au acces la ochelari ieftini. Aşa că poţi face o maşinărie care ar putea face orice lentilă prescrisă rapid, pe loc? Aceasta este o maşinărie unde literalmente defineşti o condiţie de limitare. Dacă este circulară, faci o lentilă sferică. Daca este eliptică, faci o lentilă astigmatică. Apoi pui o membrană pe ea şi aplici presiune -- asta e parte din extra-program. Şi efectiv cu doar acele două input-uri -- deci, forma condiţiei tale de limitare şi presiunea -- poți defini un număr infinit de lentile care să acopere amplitudinea erorii umane de refracţie de la minus 12 la dioptrii de plus opt, până la patru dioptrii ale cilindrului. Şi acum literalmente torni un monomer. O voi imita pe Julia Childs. Asta înseamnă trei minute de lumină UV. Şi inversezi presiunea pe membrană după ce ai copt-o. O scoţi din formă. Am văzut video-ul ăsta, dar încă nu ştiu dacă are să se termine cum trebuie.

(Râsete)

Deci inversezi asta. Acesta este un film foarte vechi, deci cu noile prototipuri, de fapt ambele suprafeţe sunt flexibile, dar asta o să vă arate ideea. Acum aţi terminat lentilele şi efectiv le scoateţi din formă. Aceasta este forma ochelarilor Yves Klein de anul viitor. Şi puteţi vedea că are o uşoară recomandare de aproape minus două dioptrii. Şi în timp ce se roteşte pentru a fi văzută din această parte, veţi vedea că are un cilindru, şi acela a fost programat în -- literalmente în fizica sistemului. Deci, acest tip de gândire despre structură drept calcul şi structură ca informaţie conduce la alte lucruri, ca acesta.

Acesta este ceva la care oamenii mei de la Laboratoarele SQUID lucrează în acest moment, numit sfoară electronică. Pur şi simplu, vă gândiţi la o sfoară. Are o structură foarte complexă în ţesătură. Şi când nu există presiune, este o structură. Sub o altă presiune, este o structură diferită. Şi poți efectiv exploata asta prin a pune un număr foarte mic de fibre conductoare pentru a face un senzor. Deci aceasta este acum o sfoară care ştie presiunea sforii în orice punct anume al ei. Doar prin a gândi despre fizica lumii, materialele drept computere, poţi începe să faci lucruri de genul ăsta.

O sa fac o trecere aici. Cred că am să vă spun doar întâmplător tipurile de lucruri la care mă gândesc aşa. Un lucru de care chiar sunt interesat chiar acum este cum, dacă efectiv adopţi această viziune a universului ca un computer, cum facem lucrurile într-un sens foarte general, şi cum am putea împărtăşi modul în care facem lucrurile într-un sens general în acelaşi mod în care împărţim hardware-ul open source. Şi multe din prelegerile de aici au îmbrăţişat beneficiile de a avea mulţi oameni care să privească problemele, să împărtăşească informaţia şi să lucreze cu acele lucruri laolaltă. Astfel, un lucru convenabil despre a fi om este că te mişti într-un timp liniar, şi cu excepţia situaţiei în care Lisa Randall schimbă asta, vom continua să ne mişcăm într-un timp liniar. Aceasta înseamnă că orice faci, sau orice creezi, produci o secvenţă de paşi -- şi cred că Lego în anii '70 a stabilit asta, şi au făcut-o în cel mai elegant mod. Dar îţi pot arăta cum să construieşti lucruri în secvenţă. Deci, mă gândesc la cum putem noi generaliza modul în care facem tot felul de lucruri, astfel încât să ai la final genul ăsta de tip, corect? Şi cred că asta se aplică unui foarte larg - cumva, multor concepte.

Ştiţi, Cameron Sinclair a spus ieri, "Cum determin pe toată lumea să colaboreze la design şi să contruiască global locuinţe pentru umanitate?" Şi dacă aţi văzut-o pe Amy Smith, ea vorbeşte despre cum faci studenţii de la MIT să lucreze în comunităţi în Haiti. Şi cred că trebuie cumva să redefinim şi să regândim cum definim structura şi materialele şi asamblăm lucruri, astfel încât să putem împărtăşi efectiv informaţie despre cum faci acele lucruri într-un mod mai profund şi să construim pentru celălalt codul sursă pentru structură. Şi nu ştiu exact cum să fac asta încă, dar, ştiţi, este ceva la care m-am gândit activ.

Deci asta conduce la întrebări ca: Este acesta un compilator? Este acesta un sub-program? Lucruri interesante de genul acesta. Poate devin puţin prea abstract, dar ştiţi, asta este un soi de --revenind la personajele noastre comice -- cam aşa este universul, sau o viziune diferită a universului care cred că va fi prevalentă în viitor -- de la biotehnologie la asamblarea materialelor. A fost grozav să îl aud pe Bill Joy. Ei încep să investească în ştiinţa materialelor, dar acestea sunt lucrurile noi în ştiinţa materialelor. Cum transpunem informaţia reală şi structura reală în noi idei, şi cum vedem lumea într-o variantă nouă? Şi nu va fi codul binar cel ce defineşte computerele universului -- e un soi de computer analogic. Dar este cu siguranţă o nouă perspectivă asupra lumii.

Am mers prea departe. Se pare că asta este. Probabil că am vreo două minute pentru întrebări, sau vă pot arăta -- cred că au spus că fac şi chestii extreme în prezentare, aşa că s-ar putea să trebuiască să explic asta. Aşa că probabil voi face asta cu acest video scurt.

Deci ăsta este efectiv un zmeu de 91 500 cm pătraţi, care se întâmplă să fie totodată o suprafaţă minimală de energie. Aşa că întorcându-ne la picătura de apă, iar, gândindu-ne la univers într-un nou mod. Acesta este un zmeu proiectat de un tip numit Dave Kulp. Şi de ce ai vrea un zmeu de 91 500 cm pătraţi? Deci acesta e un zmeu cât o casă. Şi vrei să tractezi bărci foarte rapid. Am lucrat la asta un pic şi eu, cu încă vreo doi tipi. Dar, stiţi, acesta este un alt mod de a privi -- dacă abstractizezi din nou, aceasta este o structură care este definită de fizica universului. Ai putea doar să o atârni ca şi cearşaf de pat, dar din nou, calculul întregii fizici îţi dă forma aerodinamică. Şi astfel aproape că poţi dubla viteza bărcii tale cu sisteme ca acesta. Acesta e cumva un alt aspect interesant al viitorului.

(Aplauze)