Скайлер Тіббітс: Чи можемо ми створювати речі, що будуватимуть самі себе?

Сьогодні я хочу показати вам майбутнє способу, в який ми створюємо речі. Я вірю, що скоро наші будівлі й машини зможуть самоконструюватися, відтворювати і ремонувати самі себе. Тож я збираюся показати вам що на мій погляд являє собою теперішній стан виробництва, і тоді порівняю це з деякими природними системами.

Отже, у виробництві теперішнього рівня, ми маємо хмарочоси -- - два з половиною роки, від п'ятисот тисяч до мільйона частин, дійсно складні, нові, захоплюючі технології обробки сталі, бетону, скла. Ми маємо вражаючі машини, які можуть доправити нас у космос - п'ять років, два з половиною мільйони частин.

Але з іншого боку, якщо ви подивитесь на природні системи, ми маємо білки, яких є два мільйони типів, що можуть згорнутися за десять тисяч наносекунд, або ДНК з трьома мільйонами базових пар, що ми можемо відтворити майже за годину. Хоча існує уся ця складність в наших природних системах, вони є дуже продуктивними, набагато більш продуктивними, аніж будь-що, що ми можемо збудувати, значно складнішими, за будь - що, що ми можемо збудувати. Вони набагато економніші в плані енерговитрат. Вони майже ніколи не припускаються помилок. І вони можуть самовідновлюватись протягом життя.

Отож, в природних системах є щось супер цікаве. І якщо ми перенесемо це на наше будівельне середовище, тоді є певний захоплюючий потенціал для того, в який спосіб ми створюємо речі. І я гадаю ключ до нього - самоконструювання.

Якщо ми хочемо використовувати самоконструювання в нашому фізичному оточенні, я думаю, що є чотири ключових фактори. Перший полягає в тому, що нам необхідно розшифрувати усю складність того, що ми хочемо побудувати -- - наші будівлі та машини. І ми маємо розшифрувати все до простих послідовностей. фактично - ДНК наших технологій. Потім нам потрібні частини, які можна запрограмувати, що можуть взяти послідовність і використати її, щоб скластися, або реконструюватися. Нам потрібна енергія, яка дозволить цьому всьому активуватися, дозволить нашим частинам скластися за програмою. І також нам потрібен компонент корекції помилок, щоб забезпечити успішну побудову того, що ми хотіли.

Я покажу вам декілька проектів над яким працюю я та мої колеги з МТІ (Масачусетський Технологічний Інститут), щоб досягти цього самоскладаного майбутнього. Перші два - це МакроБот і ДециБот. Ці проекти - величезні роботи, здатні до реконфігурації -- протеїни довжиною вісім та дванадцять футів. В них вбудовані механічні електронні прилади, сенсори. Ви програмуєте за власним бажанням, на що вони мають скластися, у послідовність кутів - мінус 120, мінус 120,0,0, 120, мінус 120 -- щось подібне до того; отже послідовність кутів або поворотів, і ви посилаєте її через умовність. Кожен підрозділ одержує свій сигнал - наприклад мінус 120 - він повертається, перевіряє чи він надійшов туди і тоді передає його наступному.

Геніальні вчені, інженери, дизайнери працювали над цим проектом. І я думаю вони дійсно пролили світло на цю проблему: чи можливо це розрахувати? Я маю на увазі ті тисячі доларів, робочі години, витрачені, щоб зробити цього восьмифутового робота. Чи можемо ми це поліпшити? Чи можемо вбудувати механізми у кожну частину? Наступний робот ставить це під сумнів і звертається до пасивної сутності, або пасивно намагається мати реконфігураційну запрограмованість. Але він іде ще далі, і намагається отримати фактичні розрахунки. Він фактично закладає найфундаментальнішу основу розрахунків, цифровий логічний вентиль, просто у вашу схему.

Тож це схема NAND вентиля. Ви маєте один тетраедр, як вентиль, що виконуватиме всі ваші розрахунки, і ви маєте два вхідні тетраедри. Один з них вхідний від користувача, коли ви будуєте ваші блоки. Інший - від попередньо розміщеного блоку. І тоді він відбудовує наступний в трьох вимірах. Це означае, що користувач може почати ставити завдання того, що мають робити блоки. Робот прораховує те, що робив раніше, і те, що ви наказали йому зробити. І тепер він починає рухатися у тривимірному просторі вгору та вниз. Тож з лівого боку, [1,1] на вході рівний [0,0] на виході, що опускається. З правого боку, [0,0] вхідний є [1,1] вихідним, який підіймається. І він справді означає, що наші структури тепер містять проекти, того, що ми хочемо побудувати.

Бо в них вбудовано усю інформацію про те, що було збудовано. Це означає, що ми маємо певну форму самовідтворення. В цьому випадку я називаю це самокероване відтворення, тому, що ваша структура містить чіткий проект. Якщо ви зробили помилку, ви можете замінити частину. Всю локальну інформацію вбудовано в такий спосіб, щоб підказувати вам, як це виправити. Відтак ви матимете щось, що повзає і зчитує її, й може дати точний результат. Воно вбудоване в структуру, тому немає ніяких зовнішних скеруваннь.

Останній проект, який я хочу показати називається Зміщені Ланцюги, і це, напевно, найбільш вражаючий приклад, який ми маємо на сьогодні, пасивних систем, які можуть самовідтворюватись. Він бере здатність до реконфігурації, та програмування і це робить його повністю пасивною системою. Фактично ви маєте ланцюг елементів. Кожен елемент є ідентичним, і вони зміщувані. Отож, кожен елемент хоче повернутися вправо або вліво. Тож коли ви складаєте ланцюг ви програмуєте його. Ви наказуєте кожній частині повернутися вправо, чи вліво. Якщо ви потрусите ланцюг, він згортається в будь-яку конфігурацію, що ви запрограмуєте. В цьому випадку спіраль, або в цьому випадку, два куби один поруч з одним. Відтак ви можете запрограмувати будь-яку тривимірну форму -- або одно-, двовимріну в цей ланцюг абсолютно пасивно.

То що це говорить нам про майбутне? Я думаю, це говорить нам що є нові можливості самоформування, відтворення та налагодження в наших фізичний структурах, будівлях, машинах. Є нова здатність до програмування в цих частинах. І з неї витікають нові можливості обчислення. Ми отримаємо просторове обчислювання. Уявіть собі якщо б наші будинки, мости, машини, усі наші частини зможуть справді прораховувати. Це захоплююча паралельна та розповсюджена обчислювальна сила, нові можливості дизайну. В цьому є вражаючий потенціал. Я думаю, що ці проекти які я вам показав є лише малим кроком до цього майбутнього, якщо ми застосовуватимемо ці технології задля нового, самовідтворюваного світу.

Дякую.

Оплески.