Скайлар Тиббитс: можем ли мы делать вещи, которые создают сами себя?

Сегодня я хотел бы вам показать как в будущем мы будем делать разные вещи. Я верю, что скоро наши здания и машины будут самособирающимися, будут воспроизводить и чинить сами себя. Итак, я собираюсь вам показать что я считаю текущей стадией промышленного развития, а затем сравнить это с некоторыми природными системами.

Итак, на текущей стадии промышленного развития у нас есть небоскребы - 2,5 года, от 500 000 до миллиона частей, достаточно сложные, новые потрясающие технологии в стали, бетоне и стекле. У нас есть восхитительные машины которые могут доставить нас в космос - 5 лет, 2,5 миллиона частей.

Но с другой стороны, если посмотреть на природные системы, мы видим белки двух миллионов видов, которые могут собираться за 10 000 наносекунд, или цепочку ДНК с тремя миллиардами основных пар, которую мы можем скопировать где-то за час. Итак, природные системы при всей их сложности чрезвычайно эффективны, куда более эффективны, чем все, что мы можем построить, куда более сложные, чем все, что мы можем построить. Они гораздо более эффективны с точки зрения энергии. Они почти никогда не ошибаются. И они могут восстанавливать себя в течение долгой жизни.

Итак, в природных системах есть кое-что очень интересное. И если мы сможем перенести это в нашу рукотворную среду, у нашего способа создавать вещи появится потрясающий потенциал. И я думаю, что ключ - это самосборка.

Итак, если мы хотим использовать самосборку в нашей физической среде, я думаю, нужно учесть четыре ключевых фактора. Первый: нужно расшифровать всю сложность того, что мы хотим построить - наших зданий и машин. И нужно разложить их в простую последовательность - базовую ДНК процессов строительства. Затем нам потребуются програмируемые части, которые смогут понять эту последовательность и использовать ее, чтобы свернуться или пересобраться. Нам понадобится какое-то количество энергии, которое позволит все это активировать, сделает части способными собираться по программе. И нам нужна какая-то резервная система исправления ошибок, чтобы гарантировать успешную постройку того, что мы хотим.

Я собираюсь показать вам несколько проектов, над которыми мы с коллегами из ЭмАйТи работаем, чтобы достичь этого самособирающегося будущего. Первые два - МакроБот и ДециБот. Это проекты - крупномасштабные реконфигурируемые роботы - 2,5 и 3,5 метровые белки. В них встроены механические электрические устройства, сенсоры. Ты расписываешь то, во что нужно свернуться, в последовательность углов - минус 120, минус 120, 0, 0, 120, минус 120 - что-то вроде этого; последовательность углов или поворотов, и ты посылаешь эту последовательность по шнуру. Каждый блок получает свое сообщение - минус 120. Он поворачивается на этот угол, проверяет, все ли правильно и передает информацию соседу.

А это блестящие ученые, инженеры, дизайнеры, которые работали над этим проектом. И я думаю, это на самом деле выявляет вопрос: возможны ли здесь другие масштабы? Я имею ввиду, тысячи долларов, множество человеко-часов для того, чтобы сделать этого 2,5 метрового робота. Сможем ли мы на самом деле увеличить масштаб? Сможем ли в действительности встроить робототехнику в каждую часть? Следующий проект решает этот вопрос, рассматривает пассивный характер или пытается получить модификационную програмируемость пассивно. Но он идет на шаг дальше и пытается получить настоящее вычисление. В основе своей он имеет самый фундаментальный строительный блок вычислений, логический элемент цифровой интегральной схемы напрямую в каждой части.

Это элемент «И-НЕ». У вас есть один тетраэдр - элемент, который будет делать все вычисления, и два тетраэдра для ввода. Один для ввода информации пользователем, это так , как вы кладете кирпичи. Другой для информации от предыдущего уложенного кирпича. И затем он выводит информацию в трёхмерном пространстве. Итак, это значит, что пользователь может начать запуск перемещения кирпичей в нужном направлении. Его вычисления строятся на том, что было сделано ранее и на том, что вы ему сказали сделать. А теперь он начинает двигаться в трехмерном пространстве - вверх или вниз. С левой стороны, [1,1] ввод равняется 0 на выходе, перемещение вниз. С правой стороны, [0,0] ввод это 1 на выходе, что означает движение вверх. И что действительно важно, наши структуры теперь содержат чертежи того, что мы хотим построить.

В них встроена вся информация о том, что было построено. Итак, это означает, что у нас есть некая форма самовоспроизводства. В данном случае я называю это самоуправляемым воспроизводством, потому что структуры содержат четкие чертежи. Если появляются ошибки, вы можете заменить часть. Вся местная информация сохраняется, чтобы вы знали, как ее исправить. Таким образом, у вас может быть что-то, что перемещается и считывает информацию и может передавать ее от одной части к другой. Оно встроено напрямую внутрь, без внешнего управления.

Последний проект, который я вам покажу называется Смещенные Цепи, и это возможно самый захватывающий пример того, что у нас есть сейчас из пассивных самособирающихся систем. Он сочетает в себе возможность реконфигурации и програмирования и создает полностью пассивную систему. В основе мы имеем цепь элементов. Все элементы полностью идентичны, и смещены. Таким образом, каждая цепь или каждый элемент хочет повернуться направо или налево. И когда вы собираете цепь, вы по сути програмируете ее. Вы говорите каждому блоку куда он должен повернуться: направо или налево. Поэтому когда вы трясете цепь, он сворачивается в ту конфигурацию, которую вы запрограммировали - в этом случае в спираль, или в этом - два куба рядом друг с другом. Так в общем вы можете программировать любую трёхмерную форму - или одномерную, двухмерную - из этих абсолютно пассивных цепей.

Итак, что это говорит нам о будущем? Я думаю, это говорит нам, что для самосборки, репликации, ремонта в наших физических структурах, зданиях, машинах, есть новые возможности. В этих частях возможна новая программность. И отсюда, у вас появляются новые возможности в вычислениях. У нас будут пространственные компьютеры. Представьте, что наши здания, мосты, машины, все наши кирпичи могли бы производить вычисления. Это удивительная параллель и распределенная сила вычиления, новые возможности дизайна. Это невероятный потенциал. Я думаю, что проекты, которые я вам показал, лишь небольшой шаг к будущему, если мы внедрим эти новые технологии, к новому самособирающемуся будущему.

Спасибо.

(Аплодисменты)