Skylar Tibbits : เราสามารถสร้างสิ่งของที่สามารถสร้างตัวเองได้หรือไม่?

วันนี้ผมอยากจะนำเสนอ วิธีที่เราจะสร้างสิ่งของต่างๆ ในอนาคต ผมเชื่อว่าอีกไม่นาน ตึก และ เครื่องจักร จะสามารถสร้างตัวมันเอง ถอดแบบและซ่อมแซมตัวเองได้ ก่อนอื่นผมจะแสดงให้คุณดู ว่าวิธีการผลิตที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบันเป็นอย่างไร และเปรียบเทียบกระบวนการดังกล่าวกับระบบของธรรมชาติ

วิธีการที่เราใช้สร้างสิ่งต่างๆ ในปัจจุบัน เช่น ตึกระฟ้า ใช้เวลาสร้าง 2 ปีครึ่ง มีชิ้นส่วนห้าแสนจนถึงล้านชิ้น และค่อนข้างซับซ้อน เรามีเทคโนโลยีใหม่ที่น่าตื่นเต้นในงานเหล็ก, คอนกรีต, แก้ว เรามีเครื่องมือที่น่าตื่นตาตื่นใจ ที่สามารถนำเราไปสู่​​อวกาศ ใช้เวลาประกอบห้าปี กับชิ้นส่วน 2.5 ล้านชิ้น

ทีนี้ ถ้าคุณลองดูระบบธรรมชาติ เรามีโปรตีน นับสองล้านชนิด ที่สามารถพับตัวใน 10,000 นาโนวินาที, หรือ DNA ซึ่งมีสามพันล้านคู่พื้นฐาน ที่สามารถทำสำเนาตัวเองได้ในประมาณหนึ่งชั่วโมง มันมีความซับซ้อนมากมายเลยนะ ระบบในธรรมชาติเนี่ย แต่มันก็มีประสิทธิภาพมาก ยิ่งกว่าอะไรทั้งหมดที่เราสามารถสร้างได้ ซับซ้อนมากกว่าสิ่งใดๆ ที่เราสามารถสร้างได้ และมีประสิทธิภาพมากกว่าในแง่ของการใช้พลังงาน มันแทบไม่เคยทำผิดพลาด และยังสามารถซ่อมแซมตัวเองเพื่อยืดอายุต่อไปได้

ดังนั้น ระบบของธรรมชาติจึงน่าสนใจมากๆ และถ้าเราสามารถถ่ายทอดความสามารถนี้ มาใส่ในสภาพแวดล้อมที่มนุษย์สร้างขึ้น วิธีการที่เราสร้างสิ่งต่างๆ ก็จะมีศักยภาพที่น่าทึ่ง ซึ่งผมคิดว่ากุญแจสำคัญไปสู่จุดนั้นก็คือ ความสามารถในการสร้างตัวมันเอง

ถ้าเราต้องการนำความสามารถในการสร้างมันตัวเองมาใช้ ผมคิดว่า มีปัจจัยหลัก 4 อย่าง ประการแรก เราจำเป็นต้องถอดรหัส ความซับซ้อนทั้งหมดของสิ่งที่เราต้องการจะสร้าง เช่นอาคารและเครื่องจักร เราต้องถอดรหัสพวกนี้ออกมาเป็นลำดับขั้นตอนพื้นฐาน เรียกง่ายๆ ว่าถอดรหัส DNA การสร้างอาคารต่างๆ แล้วเราก็ต้องมีชิ้นส่วนที่ตั้งโปรแกรม ให้สามารถทำงานตามลำดับขั้นดังกล่าวได้ แล้วใช้ชิ้นส่วนที่ว่านั้นในการก่อร่างหรือปรับแต่ง เราต้องการแหล่งพลังงานที่กระตุ้นให้กระบวนการนี้เริ่มทำงาน เพื่อให้ชิ้นส่วนของเราสามารถประกอบกันตามโปรแกรม และเราต้องการโปรแกรมที่มาแก้ไขข้อผิดพลาดบางอย่าง เพื่อให้แน่ใจว่าเราจะสร้างสิ่งที่เราต้องการได้สำเร็จสมบูรณ์

ดังนั้น ผมจะให้คุณดูโครงการต่างๆ ที่ผมกับเพื่อนร่วมงานของผมที่ MIT กำลังศึกษาอยู่ เพื่อสร้างสิ่งที่สามารถสร้างตัวเองได้ในอนาคต สองโครงการแรกคือ MacroBot และ DeciBot มันคือหุ่นยนต์ขนาดใหญ่ที่สามารถปรับโครงสร้างตัวเองได้ เหมือนกับห่วงโซ่โปรตีนยาว 8 ฟุต, 12 ฟุต ภายในเต็มไปด้วยอุปกรณ์กลไกไฟฟ้าและเซ็นเซอร์ คุณถอดรหัสสิ่งที่คุณต้องการสร้างขึ้นมา เป็นลำดับของการพับตัวเป็นมุมขนาดต่างๆ ติดลบ 120, ติดลบ 120, 0, 0, 120, ลบ 120 -- อะไรประมาณนั้น ลำดับของมุม หรือ จุดเปลี่ยนต่างๆ พวกนี้ ถูกส่งเข้ามาผ่านสายส่งสัญญาณ แต่ละหน่วยจะได้ข้อความของมัน-- เช่น ลบ 120 มันก็จะหมุนไป แล้วตรวจสอบว่าได้มุมที่ต้องการหรือยัง แล้วก็ส่งผ่านต่อไปยังใกล้จุดเคียง

นี้คือสุดยอดนักวิทยาศาสตร์ วิศวกร, นักออกแบบที่ทำงานในโครงการนี้ และผมคิดว่ามันทำให้มีคำถามผุดขึ้นมาว่า งานนี้ขยายผลออกไปได้จริงหรือเปล่า? เราใช้เงินหลายพันดอลลาร์ และจำนวนชั่วโมงทำงานมหาศาล เพื่อสร้างเจ้าหุ่นยนต์แปดฟุตตัวนี้ เราสามารถขยายผลออกไปได้จริงๆ หรือ? จะนำหุ่นยนต์นี้ไปใช้ในทุกๆ เรื่องได้จริงหรือ? คำถามถัดไปคือ ตอนนี้ธรรมชาติของเจ้าหุ่นนี้ ยังทำงานตามโปรแกรมการปรับโครงสร้างตัวเองที่ถูกป้อนเข้าไป แต่มันจะก้าวไปสู่ขั้นต่อไป นั่นคือ การพยายามทำให้มันคิดคำนวณได้เองจริงๆ มันคือการฝังวงจรที่เป็นองค์ประกอบขั้นพื้นฐานที่สุดของคอมพิวเตอร์ นั่นคือดิจิตอล ลอจิกเกต (digital logic gate) ลงไปในชิ้นส่วนต่างๆ โดยตรง

อันนี้คือเกตแบบ NAND (NAND gate) คุณมีโครงสร้างปิรามิดฐานสามเหลี่ยม ที่จะทำหน้าที่คำนวณให้คุณ และก็มีปิรามิดฐานสามเหลี่ยม 2 ชิ้นที่ป้อนข้อมูลเข้ามา อันหนึ่งเป็นข้อมูลมาจากผู้ใช้ เหมือนเวลาคุณกำลังจะก่ออิฐ ข้อมูลอีกส่วนหนึ่งมาจากอิฐที่เคยก่อไว้ก่อนหน้านี้ แล้วมันสุดท้ายมันจะให้ผลการคำนวณเป็นรูปแบบ 3 สามมิติ นั่นหมายถึง ผู้ใช้สามารถใส่ข้อมูลอะไรก็ตามที่พวกเขาอยากให้มันทำ แล้วมันก็จะคำนวณจากสิ่งที่มันเคยทำมาก่อน และข้อมูลที่คุณบอกว่าคุณอยากให้มันทำอะไร แล้วมันก็จะเริ่มเคลื่อนไหวในพื้นที่ 3 มิติ เลื่อนขึ้นหรือเลื่อนลง ทางซ้ายมือนี่ input [1,1] จะได้ output เท่ากับ 0 ซึ่งจะเป็นการเลื่อนลง ส่วนภาพทางขวานี่ ข้อมูล input [0,0] ออกมาเป็น output เท่ากับ 1 ซึ่งจะเป็นการเลื่อนขึ้น ดังนั้น นี่หมายถึงว่า ไอ้เจ้าโครงสร้างของเรานี้ ตอนนี้มันเก็บพิมพ์เขียว ของสิ่งที่เราต้องการที่จะสร้างไว้

ดังนั้น มันมีข้อมูลทั้งหมดฝังอยู่ในตัว เกี่ยวกับสิ่งที่มันเคยสร้าง นั่นหมายความว่า มันสามารถถอดแบบและสร้างตัวมันเองได้ ผมเรียกมันว่าการถอดแบบจำลองโดยมีแนวทางในตัวเอง เพราะโครงสร้างที่ว่านี้มีพิมพ์เขียวที่ชัดเจนอยู่แล้ว หากเกิดข้อผิดพลาดขึ้น คุณก็สามารถเปลี่ยนชิ้นส่วนนั้นได้ ข้อมูลวิธีการแก้ไขทั้งหมดถูกฝังไว้ในระบบแล้ว ดังนั้นคุณจึงมีโครงสร้างที่ค่อยๆ เคลื่อนไหวและอ่านพิมพ์เขียวนั้น แล้วส่งข้อมูลออกไปหากันและกัน ระบบนี้ถูกฝังโดยตรงอยู่ภายในโครงสร้าง; มีไม่มีคำสั่งภายนอก

สุดท้าย โครงการล่าสุดที่ผมจะให้คุณดูเรียกว่า Biased Chains น่าจะเป็นตัวอย่างที่น่าตื่นเต้นที่สุดที่เรามีในตอนนี้ ของระบบที่สร้างประกอบตัวเองตามโปรแกรมที่ได้รับ ความสามารถในการปรับเปลี่ยนโครงสร้าง และการที่เราสามารถตั้งโปรแกรมให้มันได้ ทำให้มันเป็นระบบที่ทำตามคำสั่งได้โดยสมบูรณ์ เอาล่ะ อธิบายง่ายๆ คือคุณมีห่วงโซ่ขององค์ประกอบ แต่ละองค์ประกอบจะเหมือนกันเป๊ะ แล้วก็มีความโน้มเอียง คือ ห่วงโซ่แต่ห่วงมีความโน้มเอียงที่จะเลี้ยวขวาหรือซ้าย ดังนั้นเมื่อคุณประกอบห่วงโซ่ ก็เหมือนคุณเขียนโปรแกรมให้มัน คุณบอกแต่ละหน่วยว่ามันควรจะเลี้ยวขวาหรือซ้าย แล้วเมื่อคุณเขย่าห่วงโซ่ มันก็พับขึ้น เป็นรูปแบบตามที่คุณได้ตั้งโปรแกรมไว้ อย่างอันนี้ กลายเป็นเกลียว ส่วนอันนี้ เป็นลูกบาศก์สองอันติดกัน ดังนั้นคุณจึงสามารถเขียนโปรแกรม รูปร่างสามมิติอะไรก็ได้ หรือจะหนึ่งมิติสองมิติก็ได้ เพราะห่วงโซ่นี้มันทำตามคำสั่งที่เราตั้งโปรแกรมให้หมด

เอาล่ะ แล้วสิ่งเหล่านี้บอกอะไรเราเกี่ยวกับอนาคต? ผมคิดว่ามันบอกเราว่า มีความเป็นไปได้ ที่เราจะมีสิ่งที่สร้าง จำลองแบบ และซ่อมแซมตัวเอง ในโครงสร้างทางกายภาพ อาคาร และเครื่องจักรที่เราใช้ เราสามารถตั้งโปรแกรมในชิ้นส่วนของสิ่งเหล่านี้ได้มากขึ้น ซึ่งนั่นทำให้เรามีความเป็นไปได้ใหม่ๆ ในการคำนวณและประมวลผล เราจะมีการคำนวณเชิงพื้นที่ ลองคิดดูสิ หากอาคาร, สะพาน, เครื่องจักร และก้อนอิฐทั้งหมดสามารถคิดคำนวณเองได้ นั่นเป็นพลังการคำนวณและประมวลผลที่น่าทึ่ง มันคือความเป็นไปได้ใหม่ๆ ในการออกแบบ เป็นศักยภาพที่น่าตื่นเต้นสำหรับงานชิ้นนี้ ผมคิดว่าโครงการเหล่านี้ที่ผมแสดงให้คุณดู เป็นเพียงขั้นตอนเล็ก ๆ ไปสู่​​อนาคต ถ้าเรานำเทคโนโลยีใหม่เหล่านี้ไปใช้ เพื่อสร้างโลกใหม่ที่สร้างตัวมันเองได้ด้วยตัวมันเอง

ขอบคุณครับ

(เสียงปรบมือ)