Skylar Tibbits: Môžeme vyrobiť veci, ktoré sa sami vyrábajú?

Dnes by som vám rád ukázal budúcnosť toho, akým spôsobom môžeme vyrábať veci. Verím, že čoskoro sa naše budovy a stroje budú vyrábať, replikovať a opravovať sami. Ukážem vám, čo je podľa mňa súčasný stav výroby a ten potom porovnám k niektorým prírodným systémom.

Takže, v súčasnosti máme mrakodrapy: dva a pol roka, pol milióna až milión častí, pomerne komplexné, nové a vzrušujúce technológie s oceľou, betónom a sklom. Máme strhujúce stroje, ktoré nás môžu zobrať do vesmíru - päť rokov, 2,5 milióna častí.

Ale na druhej strane, ak sa pozriete na prírodné systémy, máme proteíny, ktoré majú dva milióny druhov a môžu sa usporiadať za 10 000 nanosekúnd. Alebo DNA s tromi miliardami základných párov, ktorá sa môže replikovať približne za hodinu. V našich prírodných systémoch je veľa takejto komplexnosti, ale tieto systémy sú mimoriadne efektívne - oveľa efektívnejšie a komplexnejšie ako čokoľvek, čo sme schopní vytvoriť. Sú oveľa efektívnejšie čo sa týka energie. Takmer nikdy nerobia chyby. A môžu sa sami opravovať k dlhovekosti.

Toto je niečo veľmi zaujímavé o prírodných systémoch. A ak to môžeme aplikovať do nášho vybudovaného prostredia, potom je tu skvelý potenciál pre spôsob, akým vyrábame veci. A myslím si, že kľúčom k tomu je spontánne usporiadanie.

Ak chceme využiť samovýrobu v našom fyzikálnom prostredí, myslím, že sú tu štyri kľúčové faktory. Po prvé, potrebujeme dekódovať celú komplexitu toho, čo chceme vytvoriť - teda našich budov a strojov. A potrebujeme ich dekódovať do jednoduchých sekvencií - v podstate do DNA toho, ako naše budovy pracujú. Potom potrebujeme programovateľné časti, ktoré môžu tú sekvenciu zobrať a použiť ju na zloženie sa alebo rekonfiguráciu. Potrebujeme energiu, ktorá nám to umožní aktivovať, ktorá umožní častiam, aby sa boli schopné poskladať z programu. A potrebujeme nejaký systém odstraňovania chýb, ktorý zaistí, že sme úspešne vytvorili to, čo sme zamýšľali.

Takže teraz vám ukážem niekoľko projektov, na ktorých spolu s kolegami pracujeme na MIT, aby sme dosiahli túto samovytvárajúcu sa budúcnosť. Prvé dva sú MacroBot a DeciBot. Tieto projekty sú rekonfigurovateľné roboty vo veľkom: 8 stôp (cca 2,4m) a 12 stôp (cca 3,7m) dlhé proteíny. Sú vybavené mechanickými elektrickými zariadeniami, senzormi. Dekódujeme to, do čoho sa chceme poskladať, do sekvencie uhlov - takže negatívnych 120°, negatívnych 120°, 0°, 0°, 120°, negatívnych 120° - niečo také: sekvencia uhlov alebo obrátok a pošleme túto sekvenciu cez reťazec. Každá jednotka si zoberie svoju správu - takže negatívnych 120°. Otočí sa do toho uhlu, zistí, či sa tam dostala, a potom posunie tú správu susedovi.

Toto sú vynikajúci vedci, inžinieri, dizajnéri, ktorí pracovali na tomto projekte. A myslím, že to evokuje otázku: je toto skutočne rozšíriteľné? Myslím tým, že na výrobu tohto 2,4-metrového robota bolo vynaložených tisíce dolárov a veľa ľudskej práce. Môžeme toto skutočne uplatniť vo veľkom? Môžeme skutotočne integrovať robotiku do každej časti? Ďalší projekt kladie takéto otázky a zaoberá sa pasívnou prírodou alebo pasívne skúša dosiahnuť programovateľnosť rekonfigurácie. Ale ide ešte o krok ďalej a skúša dosiahnuť samotné výpočty. V podstate vkladá najzákladnejšiu časť počítačov, digitálnu logickú bránu, priamo do našich častí.

Takže toto je NAND brána. Máme jeden štvorsten, ktorý je bránou, ktorá robí naše výpočty, a máme dva vstupné štvorsteny. Jeden z nich je vstup od užívateľov, keď staviame naše tehličky. Ten druhý je z predchádzajúcej tehličky, ktorá bola umiestnená. A toto nám potom dáva výstup v 3D priestore. Takže toto znamená, že užívateľ môže začať vkladať informácie o tom, čo chce, aby tie časti robili. Vypočíta to, čo to robilo predtým, a čo sme povedali, že chceme, aby to spravilo. A teraz sa to začína hýbať v trojrozmernom priestore - hore alebo dole. Na ľavej strane, vstup [1, 1] sa rovná výstupu 0, takže ide dole. Na pravej strane, vstup [0, 0] je výstup 1, čo znamená, že ide hore. A toto v praxi znamená, že naše štruktúry teraz obsahujú detailný plán toho, čo chceme postaviť.

Majú v sebe vložené všetky informácie o tom, čo bolo skonštruované. To znamená, že môžeme dosiahnuť nejakú formu samoreplikácie. V tomto prípade to volám samosprevádzajúca sa replikácia, pretože naša štruktúra obsahuje presné plány. Ak máme chyby, časť môžeme nahradiť. Všetky lokálne informácie sú zabudované, aby nám povedali, ako chyby opraviť. Takže môžeme mať niečo, čo sa analyzuje a číta a môže mať individuálny výsledok. Je to priamo vložené, nie sú tam žiadne externé inštrukcie.

Posledný projekt, ktorý vám ukážem, sa volá Biased Chains (Predpojaté reťaze), a je to asi najvzrušujúcejší príklad pasívnych samovytvárajúcich sa systémov, ktorý práve teraz máme. Zahŕňa to schopnosť rekonfigurácie a programovania a stáva sa z toho úplne pasívny systém. Takže v podstate máme reťaz elementov. Každý element je úplne identický a predpojatý. Každá reťaz alebo každý element chce zabočiť doprava alebo doľava. Takže keď skladáme reťaz, v podstate ju programujeme. Hovoríme každej jednotke, či má zabočiť doprava alebo doľava. Takže keď tú reťaz zatrasieme, poskladá sa do akejkoľvek konfigurácie, ktorú sme naprogramovali - v tomto prípade do špirály, alebo v tomto prípade do dvoch kociek hneď pri sebe. Takže v podstate môžeme naprogramovať akýkoľvek trojrozmerný tvar - alebo jednorozmerný alebo dvojrozmerný - do tejto reťaze úplne pasívne.

Čo nám to hovorí o budúcnosti? Myslím si, že nám to hovorí, že v našich fyzických štruktúrach, budovách a strojoch sú nové možnosti pre samovytváranie, replikovanie a opravy. V týchto častiach je nová programovateľnosť. A z toho máme nové možnosti pre počítačové výpočty. Budeme mať priestorové výpočty. Predstavte si, že naše budovy, mosty, stroje, všetky naše stavebné časti, možu počítať. To je úžasná paralelná a rozložená výpočtová sila, nové možnosti dizajnu. Je v tom vzrušujúci potenciál. Myslím, že tieto projekty, ktoré som vám ukázal, sú len malými krokmi k takejto budúcnosti, ak implementujeme tieto nové technológie pre nový, samovytvárajúci sa svet.

Ďakujem!

(Aplauz.)