Skylar Tibbits: Kan vi bygga saker som bygger sig själva?

Idag skulle jag vilja visa er framtiden för hur vi tillverkar saker. Jag tror att snart kommer våra byggnader och maskiner att vara självbyggande, återskapande och reparera sig själva. Så jag kommer att visa för er vad jag anser är den nuvarande nivån av tillverkning och sedan jämnföra det med några naturlig system.

Så bland det som tillverkas just nu, har vi skyskrapor -- två och ett halvt år, 500.000 till en miljon delar, ganska komplext, nya och spännande tekniker inom stål, betong, glas. Vi har spännande maskiner som kan ta oss ut i rymden -- fem år, 2.5 miljoner delar.

Men å andra sidan, om ni tittar på de naturliga systemen, så har vi protein som har två miljoner olika typer, kan vikas på 10,000 nanosekunder, eller DNA med tre miljoner baspar som vi kan återskapa inom cirka en timme. Där finns all denna komplexitet i våra naturliga system, men de är extremt effektiva, mycket mer effektiva än något vi kan bygga, mycket mer komplexa än något vi kan bygga. De är långt mer effektiva avseende energi. De gör nästan aldrig misstag. Och de kan reparera sig för lång livslängd.

Därmed finns det något superintressant med naturliga system. Och om vi kan översätta det in i vår byggnationsmiljö, så finns det en del spännande potential för sättet vi bygger saker. Och jag tror att nyckeln till det är självbyggande.

Om vi vill använda självbyggande i vår fysiska miljö, tror jag att det finns fyra nyckelfaktorer. Den första är att vi måste avkoda all den komplexitet i det vi vill bygga -- som våra byggnader och maskiner. Och vi behöver avkoda det till enkla sekvenser -- i grund och botten ett DNA för hur våra byggnader fungerar. Sedan behöver vi programmerbara delar som kan ta den sekvensen och använda den till att vikas, eller omformas. Vi behöver någon form av energi som tillåter det att aktiveras, möjliggör för våra delar att vikas ut ur programmet. Och vi behöver någon form av felkorrigering som säkerhetsåtgärd som garanterar att vi lyckats bygga det vi ville.

Jag kommer att visa er ett antal projekt som mina kollegor och jag på MIT jobbar med för att uppnå framtidens självbyggande. De första två är MacroBot och DeciBot. Dessa projekt är storskaliga omformbara robotar -- 8 fot, 12 fot långa proteiner. De har inbyggda mekaniska och elektriska apparater, sensorer. Man avkodar vad man vill vika upp den som, i en sekvens av vinklar -- negativ 120, negativ 120, 0, 0, 120, negativ 120 -- något sånt där; till en sekvens av vinklar, eller vridningar, och man skickar den sekvensen genom hela raden. varje enhet tar sitt meddelande -- t.ex. negativ 120. Den roterar till det, kontrollerar att den kom dit och skickar sedan vidare till sin granne.

Detta är de briljanta forskare, ingejörer, designers som arbetade med detta projektet. Och jag tror att det belyser; Är det verkligen skalbart? jag menar, tusentals dollar, massor av arbetade timmar för att skapa denna 8 fots robot. Kan vi verkligen skala up denna? Kan vi verkligen bygga in robotar i varje del? Den nästa ställer den frågan och tittar på den passiva naturen, eller försöker passivt att ha omformbarhet programmerbart. Men den går ett steg längre, och försöker att ha med faktisk beräkning. I grunden bakar den in de grundläggande byggstenarna för beräkning, den digitala logiska grinden, direkt i era delar.

Detta är en NAND-grind. Ni har en tetraeder som är grinden som kommer att göra beräkningarna, och ni har två tetraeder för inmatning. En av dem är till för inmatning från användaren, när ni bygger era block. Den andra är till för det föregående blocket som placerades. Och sedan ger den ett resultat i 3D. Vad detta innebär är att användaren kan börja mata in vad de vill att blocken skall göra. Den räknar på vad den gjorde innan och vad ni sa att ni ville att den skulle göra. Och nu börjar den röra sig i tre dimansioner -- upp eller ner. På vänster sida, [1,1] inmatat ger 0 i resultat, vilket betyder neråt. På högra sidan, [0,0] inmatat ger 1 i resultat, vilket betyder uppåt. Vad det verkligen betyder är att vår byggnad nu innehåller ritningen för vad vi vill bygga.

De har all information inom sig över vad som blev byggt. Det betyder att vi kan ha någon form av självreplikering I detta fallet kallar jag det för självstyrd replikering, eftersom er struktur innehåller de exakta ritningarna. Om ni har felaktigheter, kan ni byta ut den delen. All lokal information är inlagd för att meddela er hur det skall fixas. Ni kan ha något som klättrar längsmed och läser den och kan ge information en till en. Det är direkt inbyggt; det finns inga yttre instruktioner.

Det sista projektet jag kommer visa är jäviga kedjor, och det är förmodligen det mest spännande exemplet vi har just nu av passivt självbyggande system. Det tar omformbarheten och programmerbarheten och gör det till ett helt passivt system. I grunden har ni en kedja av element. Varje element är helt identiskt, och de är jäviga. Varje kedja, eller varje element, vill vridas åt höger eller vänster. När ni sätter samma kedjan, programmerar ni den egentligen. Ni säger till varje del om den skall vridas höger eller vänster. Så när ni skakar kedjan, kommer den vikas till varje konfigurering som ni programmerat in i den -- i detta fallet, en spiral, eller i detta fallet, två kuber intill varandra. I grund och botten kan ni programmera vilken tredimensionel form -- eller endimensionel, tvådimensionel -- in i denna kedjan helt passivt.

Vad säger detta oss om framtiden? Jag tror att det säger oss att det finns nya möjligheter för självbyggande, replikering, reparerande inom våra fysiska strukturer, våra byggnader, maskiner. Det finns ny programmerbarhet i dessa delar. Och därifrån får ni nya möjligheter inom beräkning. Vi har spatiell beräkning. Föreställ er om våra byggnader, våra broar, maskiner, alla era byggklossar faktiskt kunde beräkna. Det är fantastisk parallell och fördelad beräkningskraft, nya designmöjligheter. Det är spännande potential för detta. Jag tror att de projekt jag har visat er bara är ett litet steg emot denna framtid, om vi implementerar dessa nya teknologier till en ny självbyggande värld.

Tack så mycket.

(Applåder)