Skajlar Tibits: Možemo li da stvorimo predmete koji će sami stvarati?

Danas bih hteo da vam pokažem budućnost našeg stvaranja predmeta. Verujem da će, uskoro, naše zgrade i mašine konstruisati, replikovati i popravljati same sebe. Pokazaću vam moje viđenje trenutnog načina proizvodnje, a zatim ću to uporediti sa nekim sistemima u prirodi.

Trenutni način proizvodnje - imamo nebodere, čija izgradnja traje dve i po godine, i zahteva od 500,000 do milion, dosta složenih delova i koristi nove i uzbudljive tehnologije u domenu čelika, betona i stakla. Imamo zanimljive mašine koje nas mogu odvesti u svemir -- pet godina, dva i po miliona delova.

Ali, sa druge strane, ako pogledate sisteme u prirodi, imamo proteine koji imaju dva miliona tipova, i mogu se saviti za 10,000 nanosekundi, ili DNK sa tri milijardi parova baza koje možemo replicirati u roku od nekih sat vremena. Postoji sva ta kompleksnost u našim prirodnim sistemima, ali su oni ekstremno efikasni -- daleko efikasniji od bilo čega što možemo da napravimo, daleko složeniji od bilo čega što možemo da napravimo. Daleko su efikasniji u pogledu korišćenja energije. Skoro da nikada ne prave greške. I, povrh toga, mogu popravljati sami sebe da bi duže trajali.

Postoji nešto vrlo interesantno u prirodnim sistemima, i, ako uspemo da to prenesemo u okvire naše proizvodnje, dobićemo uzbudljive mogućnosti za načine na koje pravimo stvari. Mislim da ključ za tako nešto leži u samokonstrukciji.

Ako bismo želeli da iskoristimo samokonstrukciju u našem fizičkom okruženju, po mom mišljenju, postoje četiri ključna faktora. Prvi je to što moramo da dekodiramo svu kompleksnost onogo što želimo da napravimo -- dakle, naših zgrada i mašina -- i to trebamo dekodirati u jednostavne nizove -- u osnovi, trebamo pronaći DNK naših zgrada. Zatim su nam potrebni delovi koji se mogu programirati, koji mogu preuzeti te nizove i iskoristiti ih da bi se podigli, ili da bi promenili konfiguraciju. Potrebna nam je i energija koja će omogućiti pokretanje tih delova, koja će omogućiti delovima da se, po uputstvu iz programa, podignu. I, na kraju, potreban nam je neki oblik korekcije grešaka, da bismo osigurali uspešnu gradnju onoga što želimo.

Pokazaću vam nekoliko projekata na kojima moje kolege i ja radimo na Institutu za tehnologiju Masačusets u cilju dostizanja samokonstruktivne budućnosti. Prva dva su MakroBot i DeciBot. Ovi projekti su roboti velikih razmera sa mogućnošću rekonfiguracije -- proteini od 2.4 i 3.6 metara. Poseduju mehaničke električne uređaje, senzore. Dekodirate oblik u koji želite da se preklopi u niz uglova -- minus 120, minus 120, 0, 0, 120, minus 120 stepeni -- nešto poput toga; dakle, u niz uglova, ili okreta, a zatim taj niz pošaljete kroz kabl. Svaka jedinica prima svoju poruku -- dakle, minus 120. Rotira se do tog stepena, proverava da li je dotle došla, a zatim šalje poruku dalje do susedne jedinice.

Na ovom projektu su radili briljantni naučnici, inženjeri i dizajneri. Mislim da zaista dovodi do pitanja: da li je sve ovo ostvarivo na većoj razmeri? Na ovog dva ipo metra visokog robota je utrošeno na hiljade dolara i mnogo radnih sati. Možemo li zaista da uvećamo sve ovo? Možemo li da uključimo robotiku u svaki deo? Sa sledećim projektom smo postavili to pitanje i razmatrali domen pasivne prirode, to jest, pasivnog posedovanja programabilnosti rekonfiguracije. Ali, ovaj projekat ide korak dalje, jer pokušava da uključi i računanje. On zapravo uključuje najosnovniji deo potreban za računanje, digitalnu logičku kapiju, direktno u vaše delove.

Ovo je NAND kapija. Imate jedan tetraedar koji čini kapiju koja će obavljati računanje, i dva tetraedra za unos podataka. Jedan od njih je za unos podataka od strane korisnika, dok slažete vaše delove, a drugi je od prošlog dela koji je bio unet. Nakon toga, on vam pruža rezultat u trodimenzionalnom prostoru. To zapravo znači da korisnik može da učita ono što želi da delovi urade. Tetraedar preračuna ono što je ranije radio i ono što vi želite da uradi. A zatim se pokreće u trodimenzionalnom prostoru -- dakle, gore ili dole. Sa leve strane, unos [1,1] daje rezultat 0, što dovodi do pomeranja nadole. Sa desne strane, unos [0,0] daje rezultat 1, što dovodi do pomeranja nagore. Ovo zapravo znači da naša struktura sada poseduje plan onoga što hoćemo da sagradimo.

U delove su uključene sve informacije o onome što je konstruisano. To znači da imamo određeni oblik samoreplikacije. U ovom slučaju, ja ga nazivam samonavođenom replikacijom, jer vaša struktura sadrži tačan plan. Ukoliko dođe do greške, možete zameniti deo. Uključene su sve informacije o tome kako da je ispravite. Dakle, možete imati nešto što se penje i čita informacije, i daje rezultat 1 prema 1. Sve je direktno učitano; nema instrukcija iz spoljašnje sredine.

Poslednji projekat koji ću vam pokazati zove se Pristrasni Lanci, i verovatno je najuzbudljiviji primer pasivnih sistema koji se sami replikuju koji trenutno posedujemo. On poseduje sposobnost rekonfiguracije i mogućnosti programiranja u okviru kompletno pasivnog sistema. U osnovi, to je niz elemenata. Svaki element je potpuno identičan, i na neki način pristrasan. Svaki lanac, odnosno svaki element, želi da se okrene desno ili levo. Dok spajate lanac, vi ga zapravo programirate. Govorite svakoj jedinici da li da se pomeri desno ili levo. Kada protresete lanac, on se preklopi u bilo koju konfiguraciju u koji ste ga programirali -- u ovom slučaju, u spiralu, ili u ovom, u dve kocke jedna do druge. Možete programirati bilo koji trodimenzionalni oblik -- ili jedno, dvodimenzionalni -- u ovaj lanac, potpuno pasivno.

Šta nam ovo govori o budućnosti? Mislim da nam govori da postoje nove mogućnosti za samokonstrukciju, replikaciju, popravku, u okviru naših fizičkih struktura, naših zgrada, mašina. Postoji novi nivo programabilnosti u ovim delovima, a iz toga proizilaze i nove mogućnosti za računanje. Imaćemo prostorno računanje. Zamislite kada bi naše zgrade, mostovi, mašine, svi naši delovi bili sposobni da računaju. To predstavlja neverovatnu paralelnu i distribuiranu moć računanja, kao i nove mogućnosti za dizajn. U ovome leže zanimljive mogućnosti. Mislim da su ovi projekti koje sam vam predstavio samo mali korak napred ka ovoj budućnosti, ukoliko uspemo da ih primenimo u svrhu stvaranja novog, samokonstruktivnog sveta.

Hvala vam.

(Aplauz)